Dispositivo de control de freno para un vehículo eléctrico que comprende:

un controlador de motor (31) que emite una señal de control de motor para controlar por lo menos un motor que impulsa el vehículo eléctrico;

un controlador de freno eléctrico (34) que emite una señal de fuerza de freno (3) indicando la fuerza de freno eléctrico generada por el motor, y una señal de notificación (4) para notificar, en un tiempo definido con antelación, que se debe liberar un freno eléctrico; y

un controlador de freno mecánico (2) que controla la fuerza total que consiste en fuerza de freno eléctrico y fuerza de freno mecánico en base a la señal de fuerza de freno (3) y la señal de notificación (4), en el que

el controlador de freno eléctrico (34) incluye un controlador de instrucciones de la fuerza de freno eléctrico (15) que genera una señal de instrucción (14) para instruir al motor con respecto a la fuerza de freno eléctrico;

un generador de patrones de comparación (5) que genera una primera señal de patrón (9) para, mientras se reduce la fuerza de freno eléctrico a cero a una velocidad final del freno eléctrico, cambiar la fuerza de freno eléctrico a la fuerza de freno mecánico, y una segunda señal de patrón (10) obtenida desplazando lateralmente la primera señal de patrón (9) por una frecuencia predeterminada a un lado en el que la frecuencia del motor aumenta;

un primer comparador (7) que compara la señal de instrucción (14) con la primera señal de patrón (9), y emite, como un patrón de fuerza de freno eléctrico (11), la más pequeña de las señales de instrucción (14) y la primera señal de patrón (9) al controlador de motor (31); y

un segundo comparador (8) que compara la señal de instrucción (14) con la segunda señal de patrón (10), y emite, como la señal de notificación (4), una salida de señal en un momento en el que la segunda señal de patrón (10) se hace igual o más pequeña que la señal de instrucción (14) al controlador de freno mecánico (2).

Controlador de freno de vehículo eléctrico.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un dispositivo de control de freno para un vehículo eléctrico, y, más especialmente a una tecnología para combinar el control entre un freno eléctrico y un freno mecánico incluyendo un freno neumático en un vehículo eléctrico.

Técnica anterior

En los últimos años, en un vehículo ferroviario que utiliza un motor eléctrico como motor (más adelante, "vehículo eléctrico"), el sistema de freno suele utilizar un freno eléctrico como una unidad de frenado que reduce la velocidad del vehículo eléctrico. Cuando se utiliza este freno eléctrico combinado con un freno mecánico, se necesita un control de combinación que cambie del freno eléctrico al freno mecánico iniciando la aplicación del freno mecánico mientras deja el freno eléctrico antes de que el vehículo eléctrico se pare.

En general, un convertidor principal controla el freno eléctrico, mientras que un controlador de freno mecánico controla el freno mecánico. Por otro lado, en el caso del control de combinación, el controlador de freno mecánico controla la fuerza de frenado del freno eléctrico, y la aplicación del freno mecánico se inicia de manera que la fuerza total de frenado de la fuerza de freno eléctrico y la fuerza de freno mecánico se mantenga constante. Cuando la respuesta del freno mecánico es lenta, la fuerza de frenado total no se mantiene constante debido a una iniciación retrasada de la aplicación de la fuerza de freno mecánico. Esto hace la velocidad de desaceleración inestable, teniendo como resultado una conducción incómoda.

Como uno de los planteamientos para resolver este problema, se ha propuesto un método de control para emitir, desde el convertidor principal al controlador de freno mecánico, una señal de notificación de liberación para notificar la liberación del freno eléctrico a una velocidad ligeramente más alta que la velocidad para liberar el freno eléctrico (por ejemplo, véase el documento de patente 1).

Según el método descrito en el documento de patente 1, el controlador de freno mecánico adelanta el momento para emitir una instrucción para iniciar la aplicación del freno mecánico controlando la señal de notificación de liberación, coordinando de este modo la iniciación de la aplicación de la fuerza de freno mecánico con la iniciación de la liberación de la fuerza de freno eléctrico. Es decir, según el método convencional, la señal de notificación de liberación se produce cuando la velocidad es ligeramente más alta que la velocidad para liberar el freno eléctrico (velocidad de liberación del freno eléctrico). Después, cuando la velocidad se reduce a la velocidad de liberación del freno eléctrico, se inicia la liberación del freno eléctrico.

Documento de patente 1: Solicitud de patente japonesa pública Nº H8-164857.

Descripción de la invención

Sin embargo, según el método convencional de producir la señal de notificación de liberación, como se ha descrito arriba, la señal de notificación de liberación se produce en un punto en el que la velocidad es ligeramente más alta que la velocidad de liberación del freno eléctrico. Después, cuando la velocidad se reduce a la velocidad de liberación del freno eléctrico, se inicia la liberación del freno eléctrico. Este método implica los problemas siguientes.

Primero, la diferencia entre el tiempo de liberar el freno eléctrico y el tiempo de producir la señal de notificación de liberación puede ser inestable. Esto causa una fuerza de frenado excesiva o una fuerza de frenado insuficiente.

Además, cuando la velocidad de arranque de la liberación del freno eléctrico no se configura variable, y cuando el tiempo de cambiar del freno eléctrico al freno neumático es corto, se reduce la cantidad de uso del freno eléctrico y aumenta la cantidad de uso del freno mecánico. Como el freno eléctrico regenera la energía eléctrica del motor, el mayor uso del freno eléctrico ahorra energía y disminuye el coste. La cantidad disminuida del uso del freno mecánico disminuye la abrasión de la zapata de freno y disminuye el coste de mantenimiento. Es decir, según el método convencional, el uso del freno eléctrico disminuye y el uso del freno mecánico aumenta, teniendo como resultado un efecto de ahorro energético bajo y un coste alto.

Por otro lado, aún cuando la velocidad de arranque de la liberación del freno eléctrico se configura variable, cuando una posición de un controlador principal que determina una velocidad de desaceleración cambia, la diferencia entre el tiempo de liberación del freno eléctrico y el tiempo de producir la señal de notificación de liberación es inestable. Esto hace avanzar o retrasar el tiempo de aplicación del freno neumático y causa con ello una fuerza de frenado excesiva o una fuerza de frenado insuficiente. Por consiguiente, se produce la abrasión innecesaria de las ruedas, teniendo como resultado una conducción incómoda.

La presente invención ha logrado resolver los problemas antes mencionados en la tecnología convencional y es un objeto de la presente invención proporcionar un dispositivo de control de freno para un vehículo eléctrico que suprima un estado de fuerza de frenado excesiva o de fuerza de frenado insuficiente, aumentando con ello el efecto del ahorro energético y suprimiendo el aumento de coste, produciendo una señal de notificación de liberación correspondiente a una velocidad de arranque de la liberación del freno eléctrico.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo de control de freno para un vehículo eléctrico que suprima un estado de fuerza de frenado excesiva o de fuerza de frenado insuficiente, aumentando con ello el efecto del ahorro energético y suprimiendo el aumento de coste, incluso cuando se cambie una posición del controlador principal.

Para resolver los problemas y lograr el objeto mencionado arriba, se proporciona un dispositivo de control de freno para un vehículo eléctrico. El dispositivo de control de freno incluye un controlador de motor que produce una señal de control de motor para controlar uno o una pluralidad de motores para impulsar un vehículo eléctrico; un controlador de freno eléctrico que genera una señal de la fuerza real del freno eléctrico que indica la fuerza real del freno eléctrico generada por cada motor, y una señal de notificación de liberación para notificar la liberación de un freno eléctrico con antelación en una cantidad predeterminada de tiempo; y un controlador de freno mecánico que controla la fuerza total de frenado del freno eléctrico y la fuerza de freno mecánico en base a la señal de fuerza real del freno eléctrico y la señal de notificación de liberación emitida desde el controlador de freno eléctrico. El controlador de freno eléctrico incluye un controlador de instrucciones de la fuerza de freno eléctrico que genera una instrucción de la fuerza de freno eléctrico a cada motor; un generador de patrones de comparación que genera un patrón de comparación de la fuerza de freno eléctrico con la liberación como un patrón de valor de instrucción para, mientras se reduce la fuerza de freno eléctrico a cero a una velocidad final del freno eléctrico, cambiar la fuerza de freno eléctrico a la fuerza de freno mecánico, y un patrón de comparación de la fuerza de freno eléctrico con la señal de notificación de liberación obtenido desplazando lateralmente el patrón de comparación de la fuerza de freno eléctrico con la liberación en una frecuencia predeterminada a un lado de la cual la frecuencia del motor aumenta; un primer comparador que compara la instrucción de fuerza de freno eléctrico con el patrón de comparación de la fuerza de freno eléctrico con la liberación, y emite, como un patrón de fuerza de freno eléctrico, una señal más pequeña de la instrucción de fuerza de freno eléctrico y el patrón de comparación de la fuerza de freno eléctrico con la liberación al controlador de motor; y un segundo comparador que compara la instrucción de fuerza de freno eléctrico con el patrón de comparación de la fuerza de freno eléctrico con la señal de notificación de liberación y emite, como la señal de notificación de liberación, una salida de señal en un tiempo en el que el patrón de comparación de la fuerza de freno eléctrico con la señal de notificación de liberación... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de control de freno para un vehículo eléctrico que comprende:

un controlador de motor (31) que emite una señal de control de motor para controlar por lo menos un motor que impulsa el vehículo eléctrico;

un controlador de freno eléctrico (34) que emite una señal de fuerza de freno (3) indicando la fuerza de freno eléctrico generada por el motor, y una señal de notificación (4) para notificar, en un tiempo definido con antelación, que se debe liberar un freno eléctrico; y

un controlador de freno mecánico (2) que controla la fuerza total que consiste en fuerza de freno eléctrico y fuerza de freno mecánico en base a la señal de fuerza de freno (3) y la señal de notificación (4), en el que

el controlador de freno eléctrico (34) incluye un controlador de instrucciones de la fuerza de freno eléctrico (15) que genera una señal de instrucción (14) para instruir al motor con respecto a la fuerza de freno eléctrico;

un generador de patrones de comparación (5) que genera una primera señal de patrón (9) para, mientras se reduce la fuerza de freno eléctrico a cero a una velocidad final del freno eléctrico, cambiar la fuerza de freno eléctrico a la fuerza de freno mecánico, y una segunda señal de patrón (10) obtenida desplazando lateralmente la primera señal de patrón (9) por una frecuencia predeterminada a un lado en el que la frecuencia del motor aumenta;

un primer comparador (7) que compara la señal de instrucción (14) con la primera señal de patrón (9), y emite, como un patrón de fuerza de freno eléctrico (11), la más pequeña de las señales de instrucción (14) y la primera señal de patrón (9) al controlador de motor (31); y

un segundo comparador (8) que compara la señal de instrucción (14) con la segunda señal de patrón (10), y emite, como la señal de notificación (4), una salida de señal en un momento en el que la segunda señal de patrón (10) se hace igual o más pequeña que la señal de instrucción (14) al controlador de freno mecánico (2).

2. Dispositivo de control de freno según la reivindicación 1, en el que la frecuencia predeterminada por la que la primera señal de patrón (9) es desplazada lateralmente, se calcula en base a una posición de un controlador principal del vehículo eléctrico.

3. Dispositivo de control de freno según la reivindicación 1, en el que el generador de patrones de comparación (5) incluye una primera tabla de referencia (12) para calcular la fuerza de freno eléctrico del motor correspondiente a la frecuencia de funcionamiento del motor; y

una segunda tabla de referencia (13) para calcular una cantidad del cambio en la fuerza de freno eléctrico correspondiente a una posición de un controlador principal del vehículo eléctrico como la frecuencia predeterminada por la que la primera señal patrón (9) es desplazada, en el que

el generador de patrones de comparación (5) emite, como la segunda señal de patrón (10), una señal obtenida restando un valor de salida calculado por la segunda tabla de referencia (13) de un valor de salida calculado por la primera tabla de referencia (12) al segundo comparador (8).