Método para el control de un sistema de frenos de fricción con regulación de la protección antideslizante, de un vehículo sobre raíles.

Método para el control de un sistema de frenos de fricción con regulación de la protección antideslizante,

de un vehículo sobre raíles o de un tren de vehículos sobre raíles conformado por una pluralidad de vehículos sobre raíles, el cual o los cuales presentan un número de ejes frenados, caracterizado por las siguientes etapas:

a) Sometimiento de, al menos, dos ejes seleccionados del número de ejes frenados, durante un proceso de frenado a una presión de frenado que excede una presión de frenado correspondiente a la exigencia del proceso de frenado,

b) Medición de, al menos, una variable que representa la respectiva fuerza de fricción máxima que se puede transmitir, entre las ruedas de los ejes seleccionados y el raíl, como por ejemplo, la velocidad de rotación de las ruedas, la aceleración tangencial de las ruedas, la fuerza de frenado, el momento de frenado o la presión de frenado,

c) Creación de una lista en la que los ejes seleccionados se encuentran asociados con su respectiva fuerza de fricción de frenado que se puede transmitir,

d) Identificación de, al menos, un eje con deslizamiento por frenado de los ejes seleccionados, en el cual durante el proceso de frenado se presenta una medida predeterminada para el deslizamiento por frenado excesivo y, por consiguiente, se activa la regulación de la protección antideslizante,

e) Cálculo de una pérdida de trabajo de frenado en el, al menos un, eje con deslizamiento por frenado, a partir de la diferencia entre el trabajo de frenado que sería ejecutado sin la activación de la regulación de la protección antideslizante en el, al menos un, eje mencionado con deslizamiento por frenado, y el trabajo de frenado efectivo ejecutado en el, al menos un, eje mencionado con deslizamiento por frenado,

f) Identificación de, al menos, un eje de la lista que no presenta deslizamiento por frenado o presenta en una medida admisible, mediante el cual se puede transmitir una fuerza de fricción mayor, que mediante el eje que presenta deslizamiento por frenado,

g) Bloqueo de los frenos en el, al menos un, eje que no presenta deslizamiento por frenado o presenta en una medida admisible, de manera que la pérdida de trabajo de frenado en el, al menos un, eje con deslizamiento por frenado, se compensa, al menos, parcialmente.

Método para el control de un sistema de frenos de fricción con regulación de la protección antideslizante, de un vehículo sobre raíles.

Estado del arte La presente invención hace referencia a un método para el control de un sistema de frenos de fricción con regulación de la protección antideslizante, de un vehículo sobre raíles o de un tren de vehículos sobre raíles conformado por una pluralidad de vehículos sobre raíles, el cual o los cuales presentan un número de ejes frenados, de acuerdo con la reivindicación 1, así como con un sistema de frenos de fricción controlado de acuerdo con el presente método, de acuerdo con la reivindicación 4.

En los vehículos sobre raíles, la transmisión de las fuerzas de frenado y de aceleración, se realiza en el punto de contacto de la rueda con el raíl. En dicho punto, la transmisión se realiza por adherencia friccional, mediante fuerzas de fricción de frenado que actúan entre los componentes compuestos por acero. Las relaciones de fricción de la adherencia friccional mencionada, dependen, entre otros, de la temperatura, del grado de suciedad y de la velocidad. Además, puede suceder que durante un proceso de frenado, la fuerza de frenado sea ajustada con un valor mayor que la fuerza de fricción de frenado máxima que se puede transmitir en el punto de contacto, hecho que conduce a un bloqueo de las ruedas de un eje o de una pluralidad de ejes. En estos casos, mediante la fricción de deslizamiento que se aplica, se logra una conformación no deseada de aplanaduras, así como una reducción de las fuerzas de fricción de frenado que se pueden transmitir, dado que el coeficiente de fricción desciende con una velocidad relativa mayor entre las parejas de fricción, partiendo de un máximo en el caso de una velocidad relativa muy reducida. Para evitar la desventaja mencionada, se utilizan los denominados sistemas de protección antideslizante o sistemas de regulación para la protección antideslizante, mediante los cuales en el caso de un bloqueo de frenado, se reduce la fuerza de frenado en el eje en cuestión, para alcanzar nuevamente de manera aproximada a la zona de fricción de adherencia o bien, de un deslizamiento por frenado óptimo.

La reducción de las fuerzas de frenado en los ejes que bloquean para el frenado, realizada por la regulación de la protección antideslizante, presenta como consecuencia la falta de una desaceleración deseada del vehículo sobre raíles o bien, del tren de vehículos sobre raíles o bien, se obtiene una prolongación del recorrido de frenado. Se deben evitar las consecuencias mencionadas.

A partir de la patente DE 10 2008 063 892 A1 se conoce un método en el que se compensan fluctuaciones de las condiciones de fricción entre la rueda o juego de ruedas y el raíl, desde un valor límite determinado, mediante la adaptación de la fuerza de frenado o bien, del momento de frenado. En particular, en el caso de presentar una pluralidad de actuadores del freno, cuando en un actuador del freno se detecta una divergencia no admitida de una variable que representa las condiciones de fricción entre la rueda y el raíl, se incrementa la fuerza de frenado en un actuador del freno, y para la compensación se reduce la fuerza de frenado generada por el actuador del freno restante, en el cual se presenta una divergencia admitida o ninguna divergencia de la variable que representa las condiciones de fricción entre la rueda y el raíl.

Objeto El objeto de la presente invención consiste en perfeccionar un método y un sistema de frenos de fricción de la clase mencionada en la introducción, de manera que en un proceso de frenado se obtenga una desaceleración mayor.

Dicho objeto se resuelve, conforme a la presente invención, mediante las características de la reivindicación 1 y de la reivindicación 4.

Revelación de la presente invención El método conforme a la presente invención, prevé, al menos, las siguientes etapas:

a) Sometimiento de, al menos, dos ejes seleccionados del número de ejes, durante un proceso de frenado a una presión de frenado que excede una presión de frenado correspondiente a la exigencia del proceso de frenado, b) Medición de, al menos, una variable que representa la respectiva fuerza de fricción máxima de frenado que se puede transmitir, entre las ruedas de los ejes seleccionados y el raíl, como por ejemplo, la velocidad de rotación de las ruedas, la aceleración tangencial de las ruedas, la fuerza de frenado, el momento de frenado o la presión de frenado, c) Creación de una lista en la que los ejes seleccionados se encuentran asociados con su respectiva fuerza de fricción de frenado que se puede transmitir,

d) Identificación de, al menos, un eje con deslizamiento por frenado de los ejes seleccionados, en el cual durante el proceso de frenado se presenta una medida predeterminada para el deslizamiento por frenado excesivo y, por consiguiente, se activa la regulación de la protección antideslizante, e) Cálculo de una pérdida de trabajo de frenado en el, al menos un, eje con deslizamiento por frenado, a partir de la diferencia entre el trabajo de frenado que sería ejecutado sin la activación de la regulación de la protección antideslizante en el, al menos un, eje mencionado con deslizamiento de frenado, y el trabajo de frenado efectivo ejecutado en el, al menos un, eje mencionado con deslizamiento de frenado, f) Identificación de, al menos, un eje de la lista que no presenta deslizamiento por frenado o presenta en una medida admisible, mediante el cual se puede transmitir una fuerza de fricción mayor, que mediante el eje que presenta deslizamiento por frenado, g) Bloqueo de los frenos en el, al menos un, eje que no presenta deslizamiento por frenado o presenta en una medida admisible, de manera que la pérdida de trabajo de frenado en el, al menos un, eje con deslizamiento por frenado, se compensa, al menos, parcialmente.

La presente invención hace referencia también a un dispositivo para la ejecución del método, en donde para ello se utiliza preferentemente un soporte físico ya existente, como por ejemplo, la unidad de control de frenado y los sensores de velocidad de rotación de las ruedas.

En otras palabras, el concepto fundamental de la presente invención consiste en que mediante un incremento de la presión en ejes que no presentan un deslizamiento por frenado (deslizamiento por frenado) o lo presentan en una medida admitida, se compensa la pérdida de energía de frenado en los ejes que presentan un deslizamiento excesivo por frenado.

En primer lugar, se determinan las condiciones actuales de fricción entre, al menos, un grupo de ejes frenados (en este caso, ejes seleccionados) y el raíl. Además, durante un proceso de frenado, los ejes seleccionados se someten adicionalmente a una presión de frenado que excede la exigencia de frenado, para obtener información sobre las relaciones de fricción y, de esta manera, sobre la respectiva fuerza de fricción que se puede transmitir entre las ruedas de los ejes seleccionados en cuestión, y el raíl, preferentemente en base a señales de la velocidad de rotación de las ruedas de los ejes en cuestión.

Dado que la mayoría de los procesos de frenado se desarrollan sin bloqueo de los frenos y, por lo tanto, resulta difícil determinar qué fuerzas de fricción de frenado se pueden transmitir a los ejes seleccionados, resulta ventajoso frenar los ejes seleccionados con una fuerza de frenado medida, mayor que la fuerza de frenado requerida de acuerdo con las exigencias del proceso de frenado, para lograr que los ejes alcancen aproximadamente el límite de deslizamiento por frenado o bien, que excedan levemente el límite mencionado. No hasta entonces se pueden realizar afirmaciones de manera fiable en relación con las relaciones de fricción o bien, con las fuerzas de fricción de frenado que se pueden transmitir, entre los ejes seleccionados y el raíl, dado que algunos de los ejes mencionados tienden al bloqueo de frenado antes que otros, por ejemplo, debido a las diferentes condiciones locales de fricción a lo largo del vehículo sobre raíles o del tren de vehículos sobre raíles. A continuación, se deben identificar los ejes que pueden transmitir fuerzas de fricción de frenado elevadas o bien, reducidas.

La valoración mencionada se realiza mediante la medición de, al menos, una variable que representa la fuerza de fricción máxima de frenado que se puede transmitir, o las relaciones de fricción entre los ejes seleccionados y el raíl, como por ejemplo, la velocidad de rotación de las ruedas, la aceleración tangencial de las ruedas, la fuerza de frenado, el momento de frenado o la presión de frenado.

De esta manera, se determina una especie de perfil de las relaciones de fricción... [Seguir leyendo]

1. Método para el control de un sistema de frenos de fricción con regulación de la protección antideslizante, de un vehículo sobre raíles o de un tren de vehículos sobre raíles conformado por una pluralidad de vehículos sobre raíles, el cual o los cuales presentan un número de ejes frenados, caracterizado por las siguientes etapas:

a) Sometimiento de, al menos, dos ejes seleccionados del número de ejes frenados, durante un proceso de frenado a una presión de frenado que excede una presión de frenado correspondiente a la exigencia del proceso de frenado, b) Medición de, al menos, una variable que representa la respectiva fuerza de fricción máxima que se puede transmitir, entre las ruedas de los ejes seleccionados y el raíl, como por ejemplo, la velocidad de rotación de las ruedas, la aceleración tangencial de las ruedas, la fuerza de frenado, el momento de frenado o la presión de frenado, c) Creación de una lista en la que los ejes seleccionados se encuentran asociados con su respectiva fuerza de fricción de frenado que se puede transmitir, d) Identificación de, al menos, un eje con deslizamiento por frenado de los ejes seleccionados, en el cual durante el proceso de frenado se presenta una medida predeterminada para el deslizamiento por frenado excesivo y, por consiguiente, se activa la regulación de la protección antideslizante, e) Cálculo de una pérdida de trabajo de frenado en el, al menos un, eje con deslizamiento por frenado, a partir de la diferencia entre el trabajo de frenado que sería ejecutado sin la activación de la regulación de la protección antideslizante en el, al menos un, eje mencionado con deslizamiento por frenado, y el trabajo de frenado efectivo ejecutado en el, al menos un, eje mencionado con deslizamiento por frenado, f) Identificación de, al menos, un eje de la lista que no presenta deslizamiento por frenado o presenta en una medida admisible, mediante el cual se puede transmitir una fuerza de fricción mayor, que mediante el eje que presenta deslizamiento por frenado, g) Bloqueo de los frenos en el, al menos un, eje que no presenta deslizamiento por frenado o presenta en una medida admisible, de manera que la pérdida de trabajo de frenado en el, al menos un, eje con deslizamiento por frenado, se compensa, al menos, parcialmente.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la compensación de la pérdida de trabajo de frenado en el, al menos un, eje con deslizamiento por frenado, se realiza durante el proceso de frenado inmediatamente después de la etapa f) o aún durante el proceso de frenado, aunque durante un periodo de tiempo predeterminado después de la etapa f) .

3. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque para realizar el cálculo se recurre a una variable que representa el trabajo de frenado.

4. Sistema de frenos de fricción de un vehículo sobre raíles o de un tren de vehículos sobre raíles conformado por una pluralidad de vehículos sobre raíles, el cual o los cuales presentan un número de ejes frenados, caracterizado por:

a) Actuadores del freno en, al menos, dos ejes seleccionados del número de ejes frenados, que durante un proceso de frenado son sometidos a una presión de frenado mediante una unidad de control, y la presión de frenado excede una presión de frenado correspondiente a la exigencia del proceso de frenado, b) Sensores para la medición de, al menos, una variable que representa la respectiva fuerza de fricción máxima que se puede transmitir, entre las ruedas de los ejes seleccionados y el raíl, como por ejemplo, la velocidad de rotación de las ruedas, la aceleración tangencial de las ruedas, la fuerza de frenado, el momento de frenado o la presión de frenado, y para la transmisión de la variable a una unidad de control electrónica, c) Unidad de almacenamiento dentro de la unidad de control, para el almacenamiento de una lista en la que los ejes seleccionados se encuentran asociados con su respectiva fuerza de fricción que se puede transmitir, d) Unidad de identificación dentro de la unidad de control para la identificación de, al menos, un eje con deslizamiento por frenado de los ejes seleccionados, en el cual durante el proceso de frenado se presenta una medida predeterminada para el deslizamiento por frenado excesivo y, por consiguiente, se activa la regulación de la protección antideslizante, 7

e) Unidad de cálculo dentro de la unidad de control, para calcular una pérdida de trabajo de frenado en el, al menos un, eje con deslizamiento por frenado, a partir de la diferencia entre el trabajo de frenado que sería ejecutado sin la activación de la regulación de la protección antideslizante en el, al menos un, eje mencionado con deslizamiento de frenado, y el trabajo de frenado efectivo ejecutado en el, al menos un, eje mencionado con deslizamiento de frenado, f) Unidad de identificación dentro de la unidad de control, para identificar, al menos, un eje de la lista que no presenta deslizamiento por frenado o presenta en una medida admisible, mediante el cual se puede transmitir una fuerza de fricción mayor, que mediante el eje que presenta deslizamiento por frenado, g) Actuadores del freno en el, al menos un, eje que no presenta deslizamiento por frenado o presenta en una medida admisible, que se bloquean durante el proceso de frenado mediante la unidad de control, de manera que la pérdida de trabajo de frenado en el, al menos un, eje con deslizamiento por frenado, se compensa, al menos, parcialmente.

5. Sistema de frenos de fricción de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque la unidad de control está diseñada de manera que para realizar el cálculo se recurre a una variable que representa el trabajo de frenado.