CN111409665A - 一种列车空气制动控制系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种列车空气制动控制系统及其方法，包括救援开关、常用制动指令器、紧急制动按钮、直通制动系统和间接制动系统。直通制动系统和间接制动系统可根据救援开关、常用制动指令器、紧急制动按钮的制动指令信号同时工作。直通制动系统根据制动指令信号产生制动压力输出至基础制动产生摩擦制动力；间接制动系统根据制动指令信号控制列车管压力变化并产生对应的预控压力通过直通制动系统产生制动压力输出至基础制动产生摩擦制动力。本发明实现正常行车常用制动控制、救援时常用制动控制、紧急制动控制、有电被救援控制、无电被救援控制，为乘客提供了更高的安全性和可靠性。

Description

一种列车空气制动控制系统及其方法

技术领域

本发明涉及列车制动控制技术领域，尤其涉及一种列车空气制动控制系统及其方法。

背景技术

目前，列车上制动系统主要有两种类型，即直通制动系统和间接制动系统，其中欧洲以间接制动系统为主，日本则主要为直通制动系统为主。中国国内主要以直通制动为主，设置救援转换装置，用于救援其他列车和被机车救援；部分动车组设置了备用的间接制动系统，用于无电救援、回送及紧急制动等工况。

对于仅设置了直通制动系统的列车，在直通制动系统故障只能在列车停车处于静止状态下启动救援转换装置被机车或其他列车救援，并且列车无供电将无法实现正常被救援，同时列车未设置备用的制动系统，安全性相对较低。

对于设置了直通制动系统和间接制动系统的列车，现有的间接制动系统只有在列车停车处于静止状态下才能通过操作一定的设备来激活，其操作较为复杂、前提条件较多，降低了间接制动系统的可用；同时间接制动系统只是应急使用，只能通过的气体制动控制手柄产生无级位的制动压力，其操作为通过观察压力表操作手柄的粗放控制，降低了列车的制动性能，不能救援其他列车；最重要的是，间接制动系统激活时直通制动系统不能同步工作，降低了列车制动的安全性。

所以，如何克服现有空气制动控制系统存在的各项技术缺陷，提供一种直通制动系统和间接制动系统同时工作与切换，提高间接制动系统控制精度，并实现列车能救援其他列车与无电时也能被救援的空气制动控制系统方案是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种列车空气制动控制系统，直通制动系统和间接制动系统同时工作与切换，提高间接制动系统控制精度，并实现列车能救援其他列车与无电时也能被救援。

本发明的另一目的在于提供了一种应用在上述列车空气制动控制系统上的控制方法，包括：正常行车常用制动控制、救援时常用制动控制、紧急制动控制、有电被救援控制、无电被救援控制，为乘客提供了更高的安全性和可靠性。

为实现上述目的，本发明提供一种列车空气制动控制系统，包括：救援制动开关、常用制动指令器、紧急制动按钮、直通制动系统、间接制动系统。

救援制动开关，具有三种信号模式。

第一种为中立位置，该位置不输出电气信号。

第二种为救援位置，该位置输出救援制动电气信号。

第三种位置为被救援位置，该位置输出被救援电气信号。

常用制动指令器，输出常用制动电气信号。

紧急制动按钮，输出紧急制动电气信号。

直通制动系统，接收常用制动电气信号实现列车常用制动，在同时接收到救援制动电气信号时仅将总风管压力空气经调节后向基础制动输入制动压力施加摩擦制动，在未接收到救援制动电气信号时还向牵引系统请求施加电制动；接收紧急制动电气信号实现列车紧急制动，将总风管压力空气经调节后向基础制动输入制动压力施加摩擦制动。

直通制动系统，包括控制器、紧急电磁阀、双向阀、空重车阀、电空变换阀、中继阀。

控制器，接收救援制动电气信号、常用制动电气信号、紧急制动电气信号，向牵引系统输出电制动请求信号，向电空变换阀输出压力变换控制信号，向空重车阀输出高低速切换信号，所述控制器具有计算功能，控制输出的电制动请求信号与压力变换控制信号所产生的制动力满足常用制动电气信号与紧急制动电气信号所需减速度的要求，控制输出的高低压切换信号随速度变化。

紧急电磁阀，接收紧急制动电气信号，在得电时导通总风管压力输入至双向阀。

双向阀，输入紧急电磁阀产生的控制压力与空气分配阀产生的控制压力进行比较后输出二者最大的压力至空重车阀。

空重车阀，根据输入的空气弹簧压力将双向阀产生的控制压力进行空重车调节后输出至中继阀第二腔室，空重车阀的特性在于输出压力与空簧压力线性对应，输入空簧压力增大时输出压力增大，在接收控制器输入的高低速切换信号得电时其线性对应关系斜率低，在接收控制器输入的高低速切换信号失电时其线性对应关系斜率高，当双向阀产生的控制压力小于空簧压力线性对应的输出压力时直接将双向阀产生的控制压力输入至中继阀第二腔室，当双向阀产生的控制压力大于空簧压力线性对应的输出压力时将空簧压力线性对应的输出压力输入至中继阀第二腔室。

电空变换阀，接收压力变换控制信号将总风管压力空气调节为与压力变换控制信号对应的预控压力输出至中继阀第一腔室，电空变换阀的特性在于输出压力与压力变换控制信号线性对应，输入压力变换控制信号增大时输出压力增大。

中继阀，具备两个预控腔室，即第一腔室和第二腔室，具备一路总风压力输入端和一路制动压力输出端，中继阀的特性在于输出压力与两个预控腔室压力最大值线性对应，输入预控压力增大时输出制动压力增大，并由总风压力输入端作为压力供给，其制动压力输出端具有较大的流量。

间接制动系统，包括空气分配阀模块、列车管压力控制模块、紧急排风阀。

空气分配阀模块，根据列车管压力变化输出制动控制压力，经直通制动系统输出制动压力至基础制动产生摩擦制动。包括空气分配阀、第一风缸和第二风缸。

空气分配阀以列车管压力作为输入，输出控制压力至直通制动系统中的双向阀，输出控制压力与输入控制压力线性对应，输入列车管压力减小时输出压力增大。

第一风缸，存储分配阀输出的部分压力，起到缓冲作用。

第二风缸，存储空气压力，作为分配阀输出压力的供给。

列车管压力控制模块，同时接收救援制动电气信号和常用制动电气信号时将总风管压力空气经调节后向列车管输入列车管压力，接收紧急制动电气信号时停止总风管压力向列车管输入并排空列车管压力空气。包括控制器、电空变换阀、中继阀、切换阀、压力开关、压力传感器、减压阀、止回阀、充气阀。

控制器，能接收救援制动电气信号、常用制动电气信号、紧急制动电气信号、被救援电气信号，还能接收压力传感器输入的列车管压力信号，能向电空变换阀输出压力变换控制信号，能向切换阀输出切换控制信号，能向充气阀输出充气控制信号，能输出常用制动电气信号，所述控制器具有计算功能，控制输出的压力变换控制信号所产生的列车管压力满足常用制动电气信号与紧急制动电气信号所需减速度的要求，在接收到救援制动电气信号和紧急制动电气信号时输出切换控制信号得电，在接收到救援制动信号、紧急制动电气信号和被救援电气信号时输出充气控制信号失电，在接收到被救援信号时根据压力传感器采集的列车管压力信号输出对应的常用制动电气信号。

电空变换阀，接收压力变换控制信号将总风管压力空气调节为与压力变换控制信号对应的预控压力输出至中继阀，电空变换阀的特性在于输出压力与压力变换控制信号线性对应，输入压力变换控制信号增大时输出压力增大。

中继阀，具备一个预控腔室、一路总风压力输入端和一路列车管压力输出端，中继阀的特性在于输出压力与预控腔室压力线性对应，输入预控压力增大时输出制动压力增大，并由总风压力输入端作为压力供给，其列车管压力输出端具有较大的流量。

切换阀，切换控制信号得电时导通中继阀输出端至列车管的通路，切换控制信号失电时截断中继阀输出端至列车管的通路。

压力开关，检测到列车管压力过低时，输出紧急制动电气信号，为实现压力开关检测到列车管压力过低时产生紧急制动持续排空列车管压力空气无法再次充气，在压力开关输出紧急制动电气信号一定时间内通过外部电路自动屏蔽输出。

压力传感器，采集列车管压力输出至控制器。

减压阀，将总风管压力作为输入，当总风管压力大于设定值时将输出设定值压力，当总风管压力小于设定值时将按照总风压力值输出。

止回阀，具备压力输入端和压力输出端，只允许压力由输入端流向输出端。

充气阀，充气控制信号得电时导通止回阀输出端至列车管的通路，充气控制信号失电时截断止回阀输出端至列车管的通路。

紧急排风阀，紧急制动电气信号失电时将列车管压力排空。

空气制动控制系统的控制方法，包含正常行车常用制动控制方法、救援时常用制动控制方法、紧急制动控制方法、有电被救援控制方法、无电被救援控制方法。

正常行车常用制动控制，救援开关处于中立位置，常用制动指令器产生常用制动电气信号。直通制动系统接收常用制动电气信号，控制器向牵引系统发送电制动请求信号产生电制动力，同时控制器控制电空变换阀动作经中继阀流量放大产生制动压力输出至基础制动产生摩擦制动力，电制动力与摩擦制动力满足常用制动电气信号所需减速度的要求。间接制动系统未接收到救援制动电气信号、紧急制动电气信号、被救援电气信号，控制器控制充气阀动作将减压阀产生的定值压力输出至列车管，分配阀接收到定值压力不输出控制压力，因此不产生制动压力。

救援时常用制动控制，救援开关处于救援位置输出救援制动电气信号，常用制动指令器产生常用制动电气信号。通过该控制可以实现列车直通制动系统和间接制动系统同时工作，并能救援其他列车。直通制动系统接收救援制动电气信号，控制器禁止输出电制动请求信号至牵引系统，接收常用制动电气信号，控制器控制电空变换阀动作经中继阀流量放大产生制动压力输出至基础制动产生摩擦制动力，摩擦制动力满足常用制动电气信号所需减速度的要求。间接制动系统接收救援制动电气信号和常用制动电气信号，控制器根据常用制动电气信号控制电空变换阀与切换阀动作同时关闭充气阀，电空变换阀输出的预控压力经中继阀流量放大并经切换阀输出至列车管，分配阀接收到列车管压力输出对应的预控压力通过直通制动系统双向阀、空重车阀与中继阀产生冗余的制动压力输出至基础制动产生摩擦制动力，摩擦制动力满足常用制动电气信号所需减速度的要求。

紧急制动控制，紧急按钮产生紧急制动电气信号或压力开关检测到列车管压力产生紧急制动电气信号。直通制动系统接收紧急制动电气信号，控制器禁止输出电制动请求信号至牵引系统，紧急电磁阀动作将总风压力输入至空重车阀经空重车调整后输入至中继阀进行流量放大产生制动压力输出至基础制动产生摩擦制动力，摩擦制动力满足紧急制动电气信号所需减速度的要求。间接制动系统接收到紧急制动电气信号，控制器控制电空变换阀与切换阀动作同时关闭充气阀，通过电空变换阀、中继阀、切换阀排空列车管压力，同时紧急电磁阀接收到紧急制动电气信号排空列车管压力，，分配阀接收到列车管压力输出对应的预控压力通过直通制动系统双向阀、空重车阀与中继阀产生冗余的制动压力输出至基础制动产生摩擦制动力，摩擦制动力满足紧急制动电气信号所需减速度的要求。

有电被救援控制，救援制动开关产生被救援制动电气信信号。直通制动系统接收常用制动电气信号，控制器控制电空变换阀动作经中继阀流量放大产生制动压力输出至基础制动产生摩擦制动力，摩擦制动力满足常用制动电气信号所需减速度的要求。间接制动系统接收到被救援电气信号，控制器通过压力传感器采集列车管压力输出相应的常用制动电气信号用于直通制动系统常用制动指令，同时控制器控制充气阀与切换阀关闭，分配阀接收到列车管压力输出对应的预控压力通过直通制动系统双向阀、空重车阀与中继阀产生冗余的制动压力输出至基础制动产生摩擦制动力，摩擦制动力满足救援机车或列车列车管减压量的要求。

无电被救援控制，分配阀接收到列车管压力输出对应的预控压力通过直通制动系统双向阀、空重车阀与中继阀产生的制动压力输出至基础制动产生摩擦制动力，摩擦制动力满足救援机车或列车列车管减压量的要求。

显然，本发明所提供的一种空气制动控制系统，直通制动系统和间接制动系统同时工作与切换，提高间接制动系统控制精度，并实现列车能救援其他列车与无电时也能被救援。本发明还提供了一种应用在上述列车空气制动控制系统上的控制方法，包括：正常行车常用制动控制、救援时常用制动控制、紧急制动控制、有电被救援控制、无电被救援控制，为乘客提供了更高的安全性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种空气制动控制系统的结构示意图。

图2为本发明实施例所提供的正常行车常用制动控制方法的流程图。

图3为本发明实施例所提供的救援时常用制动控制方法的流程图。

图4为本发明实施例所提供的紧急制动控制方法的流程图。

图5为本发明实施例所提供的有电被救援控制方法的流程图。

图6为本发明实施例所提供的无电被救援控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，图1为本发明实施例所提供的一种列车空气制动控制系统的结构示意图。

列车空气制动控制系统，包括：救援制动开关10、常用制动指令器20、紧急制动按钮30、直通制动系统40、间接制动系统50、60、70。

救援制动开关10，具有三种信号位置。

处于中立位置时不输出电气信号，为列车正常行车位置，此时直通制动系统40正常工作，间接制动系统50、60、70仅能实施紧急制动。

处于救援位置时输出救援制动电气信号1D，直通制动系统控制器41接收该信号后停止实施电制动仅采用摩擦制动，间接制动系统控制器61接收该信号后打开切换阀64并关闭充风阀69以便能根据制动指令控制列车管压力P64变化，通过该信号可以实现列车直通制动和间接制动同时工作，并还可以实现救援其他列车.

处于被救援位置时输出被救援电气信号4D，间接制动系统控制器61接收该信号后关闭切换阀64与充风阀69以便能通过压力传感器66检测列车管压力输出常用制动电气信号2D，通过该信号可以实现列车被机车或其它列车救援。

常用制动指令器20，输出常用制动电气信号2D，直接制动系统40接收该信号后产生电制动和摩擦制动，间接制动系统50、60、70接收到该信号并同时接收救援制动电气信号1D后控制列车管压力P64变化产生摩擦制动，通过该信号可以实现列车常用制动。

紧急制动按钮30，输出紧急制动电气信号3D，直接制动系统40接收该信号后产生摩擦制动，间接制动系统50、60、70接收到该信号后控制列车管压力P64变化产生摩擦制动，通过该信号可以实现列车紧急制动。

直通制动系统40，接收常用制动电气信号2D实现列车常用制动，在同时接收到救援制动电气信号1D时仅将总风管空气压力P41经调节后向基础制动90输入制动压力P45施加摩擦制动，在未接收到救援制动电气信号1D时还向牵引系统80请求施加电制动；接收紧急制动电气信号3D实现列车紧急制动，将总风管空气压力P41经调节后向基础制动90输入制动压力P45施加摩擦制动。

直通制动系统40，包括控制器41、紧急电磁阀42、双向阀43、空重车阀44、电空变换阀45、中继阀46。

控制器45，包含信号输入接口和信号输出接口，所述信号输入接口能接收救援制动电气信号1D、常用制动电气信号2D、紧急制动电气信号3D，所述信号输出接口能向牵引系统80输出电制动请求信号5D，能向电空变换阀45输出压力变换控制信号6D，能向空重车阀44输出高低速切换信号7D，所述控制器具有计算功能，控制输出的电制动请求信号5D与压力变换控制信号6D所产生的制动力满足常用制动电气信号2D与紧急制动电气信号3D所需减速度的要求，控制输出的高低压切换信号7D随速度变化。

紧急电磁阀42，接收紧急制动电气信号3D，在得电时导通总风管空气压力P41输入至双向阀43。

双向阀43，输入紧急电磁阀42产生的控制压力P42与空气分配阀53产生的控制压力P51进行比较后输出二者最大的压力P43至空重车阀44。

空重车阀44，根据输入的空气弹簧压力将双向阀43产生的控制压力P43进行空重车调节后输出至中继阀46的第二腔室，空重车阀44的特性在于输出压力与输入空簧压力线性对应，输入空簧压力增大时输出压力增大，在接收控制器41输入的高低速切换信号7D得电时其线性对应关系斜率低，在接收控制器41输入的高低速切换信号7D失电时其线性对应关系斜率高，当双向阀43产生的控制压力P43小于空簧压力线性对应的输出压力时直接将双向阀产生的控制压力P43输入至中继阀46的第二腔室，当双向阀43产生的控制压力大于空簧压力线性对应的输出压力时将空簧压力线性对应的输出压力输入至中继阀46的第二腔室。

电空变换阀45，接收压力变换控制信号6D将总风管空气压力P41调节为与压力变换控制信号6D对应的预控压力P45输出至中继阀46的第一腔室，电空变换阀45的特性在于输出压力P45与压力变换控制信号6D线性对应，输入压力变换控制信号增大时输出压力增大。

中继阀46，具备两个预控腔室，即第一腔室和第二腔室，具备一路总风压力输入端和一路制动压力输出端，中继阀的特性在于输出压力P46与两个预控腔室压力最大值线性对应，输入预控压力增大时输出制动压力增大，并由总风压力输入端作为压力供给，其制动压力输出端具有较大的流量。

间接制动系统，包括空气分配阀模块50、列车管压力控制模块60、紧急排风阀70。

空气分配阀模块60，根据列车管压力P64变化输出制动控制压力P51，经直通制动系统输出制动压力P46至基础制动90产生摩擦制动。包括空气分配阀53、风缸51和风缸52。

空气分配阀53以列车管压力P64作为输入，输出控制压力P51至直通制动系统中的双向阀43，输出控制压力P51与输入控制压力P64线性对应，输入列车管压力减小时输出压力增大。

第一风缸，存储分配阀53输出的部分压力，起到缓冲作用。

第二风缸，存储空气压力，作为分配阀53输出压力的供给。

列车管压力控制模块60，同时接收救援制动电气信号1D和常用制动电气信号2D时将总风管空气压力P41经调节后向列车管输入列车管压力P64，接收紧急制动电气信号3D时停止总风管空气压力P41向列车管输入并排空列车管压力空气P64。包括控制器61、电空变换阀62、中继阀63、切换阀64、压力开关65、压力传感器66、减压阀67、止回阀68、充气阀69。

控制器61，包含信号输入接口和信号输出接口，所述信号输入接口能接收救援制动电气信号1D、常用制动电气信号2D、紧急制动电气信号3D、被救援电气信号4D，还能接收压力传感器66输入的列车管压力信号9D，所述信号输出接口能向电空变换阀62输出压力变换控制信号8D，能向切换阀64输出切换控制信号10，能向充气阀69输出充气控制信号11D，能输出常用制动电气信号2D，所述控制器具有计算功能，控制输出的压力变换控制信号8D所产生的列车管压力P64满足常用制动电气信号2D与紧急制动电气信号3D所需减速度的要求，在接收到救援制动电气信号1D和紧急制动电气信号3D时输出切换控制信号9D得电，在接收到救援制动信号1D、紧急制动电气信号3D和被救援电气信号4D时输出充气控制信号11D失电，在接收到被救援信号4D时根据压力传感器66采集的列车管压力信号9D输出对应的常用制动电气信号2D。

电空变换阀62，接收压力变换控制信号8D将总风管空气压力P41调节为与压力变换控制信号8D对应的预控压力P61输出至中继阀63，电空变换阀62的特性在于输出压力P61与压力变换控制信号8D线性对应，输入压力变换控制信号增大时输出压力增大。

中继阀63，具备一个预控腔室、一路总风压力输入端和一路列车管压力输出端，中继阀63的特性在于输出压力P62与预控腔室压力P61线性对应，输入预控压力增大时输出制动压力增大，并由总风压力输入端作为压力供给，其列车管压力输出端具有较大的流量。

切换阀64，切换控制信号10D得电时导通中继阀63输出端至列车管的通路，切换控制信号10D失电时截断中继阀输出端至列车管的通路。

压力开关65，检测到列车管压力P64过低时，输出紧急制动电气信号3D，为实现压力开关65检测到列车管压力P64过低时产生紧急制动持续排空列车管压力P64无法再次充气，在压力开关65输出紧急制动电气信号3D一定时间内通过外部电路自动屏蔽输出。

压力传感器66，采集列车管压力P64输出至控制器61。

减压阀67，将总风管空气压力P41作为输入，当总风管空气压力P41大于设定值时将输出设定值压力，当总风管空气压力P41小于设定值时将按照总风压力值输出。

止回阀68，具备压力输入端和压力输出端，只允许压力由输入端流向输出端。

充气阀69，充气控制信号11D得电时导通止回阀68输出端至列车管的通路，充气控制信号11D失电时截断止回阀68输出端至列车管的通路。

紧急排风阀70，紧急制动电气信号3D失电时将列车管压力P64排空。

参见图2，图2为本发明实施例所提供的正常行车常用制动控制方法的流程图。

S10：操作常用制动指令器20,产生常用制动电气信号2D；救援制动开关10处于中立位。

S110：直通制动系统40动作。

S111：控制器41接收常用制动电气信号2D，输出压力变换控制信号6D至电空变换阀45；同时输出电制动请求信号5D至牵引系统80。

S112：电空变换阀45接收压力变换控制信号6D，输出预控压力P45至中继阀46。

S113：中继阀46接收预控压力P45，输出制动压力P46至基础制动90。

S114：牵引系统80接收电制动请求信号5D产生电制动力；基础制动90接收制动压力P46产生摩擦制动力。

S120：间接制动系统50和60动作。

S121：控制器61未接收到救援制动电气信号1D、紧急制动电气信号3D、被救援电气信号4D，输出充气控制信号11D至电磁阀69。

S122：电磁阀69接收充气控制信号11D，将减压阀67产生的列车管压力P63导通输入至列车管，产生列车管压力P64；列车管压力P64为列车管定压，如600kPa。

S123：分配阀53接收列车管压力P64，输出控制压力P51；此时P51为0kPa，无制动压力输出。

参见图3，图3为本发明实施例所提供的救援时常用制动控制方法的流程图。

S20：操作救援制动开关10，产生救援制动电气信号1D；操作常用制动指令器20,产生常用制动电气信号2D。

S210：直通制动系统40动作。

S211：控制器41接收常用制动电气信号2D，输出压力变换控制信号6D至电空变换阀45；控制器41接收救援制动电气信号1D，禁止输出电制动请求信号5D至牵引系统80。

S212：电空变换阀45接收压力变换控制信号6D，输出预控压力P45至中继阀46。

S213：中继阀46接收预控压力P45，输出制动压力P46至基础制动90。

S214：基础制动90接收制动压力P46产生摩擦制动力。

S220：间接制动系统50和60、直通制动系统40动作。

S221：控制器61接收常用制动电气信号2D，输出压力变换控制信号8D至电空变换阀62；控制器61接收救援制动电气信号1D，输出切换控制信号10D至切换阀64,停止输出充气控制信号11D至充气阀69。

S222：电空变换阀62接收压力变换控制信号8D，输出预控压力P61至中继阀63。

S223：中继阀63接收预控压力P61，输出列车管压力P62至切换阀64。

S224：切换阀64接收切换控制信号10D，将中继阀63产生的列车管压力P62导通输入至列车管，产生列车管压力P64；充气阀69接收控制器信号11D，切断减压阀67产生的列车管压力P63输入至列车管。

S225：分配阀53接收列车管压力P64，输出控制压力P51至双向阀43。

S226：双向阀43接收控制压力P51，与紧急制动压力P42对比取大后输出控制压力P43至空重车阀44。

S227：空重车阀44接收控制压力P43，经空重车调整后输出控制压力P44至中继阀46。

S228：中继阀46接收预控压力P44与直通制动预控压力P45取大，输出制动压力P46至基础制动90。

S229：基础制动90接收制动压力P46产生摩擦制动力。

参见图4，图4为本发明实施例所提供的紧急制动控制方法的流程图。

S30：操作紧急按钮30实施紧急制动,产生紧急制动电气信号3D；压力开关65检测到列车管压力P64，产生紧急制动电气信号3D。

S310：直通制动系统40动作。

S311：紧急电磁阀42接收紧急制动电气信号3D，输出控制压力P42至双向阀42；控制器41接收紧急制动电气信号3D，输出压力变换控制信号6D至电空变换阀45，根据速度输出高低速切换信号7D至空重车阀44。

S312：双向阀42接收控制压力P42，与控制压力P51对比取大后输出控制压力P43至空重车阀44。

S313：空重车阀44接收控制压力P43，经空重车调整后输出控制压力P44至中继阀46；电空变换阀45接收压力变换控制信号6D，输出预控压力P45至中继阀46。

S314：中继阀46接收压力P44与P45取大，输出制动压力P46至基础制动90。

S315：基础制动90接收制动压力P46产生摩擦制动力。

S320：间接制动系统50/60/70、直通制动系统40动作。

S321：紧急排风阀70接收紧急制动电气信号3D，将列车管压力P64排空；控制器61接收紧急制动电气信号3D，输出压力变换控制信号8D至电空变换阀62，输出切换控制信号10D至切换阀64,停止输出充气控制信号11D至充气阀69。

S322：电空变换阀62接收压力变换控制信号8D，输出预控压力P61为0kPa；切换阀64接收切换控制信号10D，导通中继阀63与列车管。

S323：中继阀63接收预控压力P61，排空列车管压力P64；充气阀69接收控制器信号11D，切断减压阀67产生的列车管压力P63输入至列车管。

S324：分配阀53接收列车管压力P64，输出控制压力P51至双向阀43。

S325：双向阀43接收控制压力P51，与紧急制动压力P42对比取大后输出控制压力P43至空重车阀44。

S326：空重车阀44接收控制压力P43，经空重车调整后输出控制压力P44至中继阀46。

S327：中继阀46接收预控压力P44与直通制动预控压力P45取大，输出制动压力P46至基础制动90。

S328：基础制动90接收制动压力P46产生摩擦制动力。

参见图5，图5为本发明实施例所提供的有电被救援控制方法的流程图。

S40：有电被救援：操作救援制动开关10，产生被救援制动电气信号4D。

S410：直通制动系统40动作。

S411：控制器41接收常用制动电气信号2D，输出压力变换控制信号6D至电空变换阀45。

S412：电空变换阀45接收压力变换控制信号6D，输出预控压力P45至中继阀46。

S413：中继阀46接收预控压力P45，输出制动压力P46至基础制动90。

S414：基础制动90接收制动压力P46产生摩擦制动力。

S420：间接制动系统50和60、直通制动系统40动作。

S421：压力传感器66采集列车管压力P64，输出电气信号9D至控制器61。

S422：控制器61接收电气信号9D，输出常用制动电气信号2D；控制器61接收被救援电气信号4D，停止输出切换控制信号10D至切换阀64,停止输出充气控制信号11D至充气阀69。

S423：分配阀53接收列车管压力P64，输出控制压力P51至双向阀43。

S424：双向阀43接收控制压力P51，与紧急制动压力P42对比取大后输出控制压力P43至空重车阀44。

S425：空重车阀44接收控制压力P43，经空重车调整后输出控制压力P44至中继阀46。

S426：中继阀46接收预控压力P44与直通制动预控压力P45取大，输出制动压力P46至基础制动90

S427：基础制动90接收制动压力P46产生摩擦制动力

参见图6，图6为本发明实施例所提供的无电被救援控制方法的流程图。

S50：无电被救援：间接制动系统50和60、直通制动系统40动作。

S501：分配阀53接收列车管压力P64，输出控制压力P51至双向阀43。

S502：双向阀43接收控制压力P51，输出控制压力P43至空重车阀44。

S503：空重车阀44接收控制压力P43，经空重车调整后输出控制压力P44至中继阀46。

S504：中继阀46接收预控压力P44，输出制动压力P46至基础制动90。

S505：基础制动90接收制动压力P46产生摩擦制动力。

基于上述技术方案，本发明实施例提供的一种空气制动控制系统，直通制动系统和间接制动系统同时工作与切换，提高间接制动系统控制精度，并实现列车能救援其他列车与无电时也能被救援。本发明还提供了一种应用在上述列车空气制动控制系统上的控制方法，包括：正常行车常用制动控制、救援时常用制动控制、紧急制动控制、有电被救援控制、无电被救援控制，为乘客提供了更高的安全性和可靠性。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

应当理解，在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (11)

1.一种列车空气制动控制系统，其特征在于包括：

救援制动开关，所述救援制动开关包括三种信号模式：第一种为中立位置，所述中立位置不输出电气信号；第二种为救援位置，所述救援位置输出救援制动电气信号；第三种为被救援位置，所述被救援位置输出被救援电气信号；

常用制动指令器，所述常用制动指令器输出常用制动电气信号；

紧急制动按钮，所述紧急制动按钮输出紧急制动电气信号；

直通制动系统，所述直通制动系统接收常用制动电气信号实现列车常用制动，在同时接收到救援制动电气信号时仅将总风管压力空气经调节后向基础制动输入制动压力施加摩擦制动，在未接收到救援制动电气信号时还向牵引系统请求施加电制动；接收紧急制动电气信号实现列车紧急制动，将总风管压力空气经调节后向基础制动输入制动压力施加摩擦制动；

间接制动系统，所述间接制动系统包括空气分配阀模块、列车管压力控制模块、紧急排风阀；

空气分配阀模块，所述空气分配阀模块根据列车管压力变化输出制动控制压力，经直通制动系统输出制动压力至基础制动产生摩擦制动；

列车管压力控制模块，所述列车管压力控制模块同时接收救援制动电气信号和常用制动电气信号时将总风管压力空气经调节后向列车管输入列车管压力，接收紧急制动电气信号时停止总风管压力向列车管输入并排空列车管压力空气；

紧急排风阀，所述紧急排放阀接收紧急制动电气信号时排空列车管压力空气。

2.根据权利要求1所述的一种列车空气制动控制系统，其特征在于所述直通制动系统包括控制器、紧急电磁阀、双向阀、空重车阀、电空变换阀、中继阀，所述控制器接收救援制动电气信号、常用制动电气信号、紧急制动电气信号，所述控制器向牵引系统输出电制动请求信号、向电空变换阀输出压力变换控制信号、向空重车阀输出高低速切换信号，所述控制器具有计算功能，控制输出的电制动请求信号与压力变换控制信号所产生的制动力满足常用制动电气信号与紧急制动电气信号所需减速度的要求，控制输出的高低压切换信号随速度变化，所述紧急电磁阀接收紧急制动电气信号，在得电时导通总风管压力输入至双向阀，所述双向阀输入紧急电磁阀产生的控制压力与空气分配阀产生的控制压力进行比较后输出二者最大的压力至空重车阀，所述空重车阀根据输入的空气弹簧压力将双向阀产生的控制压力进行空重车调节后输出至中继阀第二腔室，空重车阀的特性在于输出压力与空簧压力线性对应，输入空簧压力增大时输出压力增大，在接收控制器输入的高低速切换信号得电时其线性对应关系斜率低，在接收控制器输入的高低速切换信号失电时其线性对应关系斜率高，当双向阀产生的控制压力小于空簧压力线性对应的输出压力时直接将双向阀产生的控制压力输入至中继阀第二腔室，当双向阀产生的控制压力大于空簧压力线性对应的输出压力时将空簧压力线性对应的输出压力输入至中继阀第二腔室，所述电空变换阀接收压力变换控制信号将总风管压力空气调节为与压力变换控制信号对应的预控压力输出至中继阀第一腔室，电空变换阀的特性在于输出压力与压力变换控制信号线性对应，输入压力变换控制信号增大时输出压力增大，所述中继阀具备两个预控腔室，即第一腔室和第二腔室，具备一路总风压力输入端和一路制动压力输出端，中继阀的特性在于输出压力与两个预控腔室压力最大值线性对应，输入预控压力增大时输出制动压力增大，并由总风压力输入端作为压力供给，其列车管压力输出端具有较大的流量。

3.根据权利要求1所述的一种列车空气制动控制系统，其特征在于所述空气分配阀模块包括空气分配阀、第一风缸和第二风缸，所述空气分配阀以列车管压力作为输入，输出控制压力至直通制动系统中的双向阀，输出控制压力与输入控制压力线性对应，输入列车管压力减小时输出压力增大，所述第一风缸存储分配阀输出的部分压力，起到缓冲作用，所述第二风缸存储空气压力，作为分配阀输出压力的供给。

4.根据权利要求1或3所述的一种列车空气制动控制系统，其特征在于所述列车管压力控制模块包括控制器、电空变换阀、中继阀、切换阀、压力开关、压力传感器、减压阀、止回阀、充气阀，所述控制器接收救援制动电气信号、常用制动电气信号、紧急制动电气信号、被救援电气信号，还接收压力传感器输入的列车管压力信号，向电空变换阀输出压力变换控制信号，向切换阀输出切换控制信号，向充气阀输出充气控制信号，输出常用制动电气信号，所述控制器具有计算功能，控制输出的压力变换控制信号所产生的列车管压力满足常用制动电气信号与紧急制动电气信号所需减速度的要求，在接收到救援制动电气信号和紧急制动电气信号时输出切换控制信号得电，在接收到救援制动信号、紧急制动电气信号和被救援电气信号时输出充气控制信号失电，在接收到被救援信号时根据压力传感器采集的列车管压力信号输出对应的常用制动电气信号，所述电空变换阀接收压力变换控制信号将总风管压力空气调节为与压力变换控制信号对应的预控压力输出至中继阀，电空变换阀的特性在于输出压力与压力变换控制信号线性对应，输入压力变换控制信号增大时输出压力增大，所述中继阀具备一个预控腔室、一路总风压力输入端和一路列车管压力输出端，中继阀的特性在于输出压力与预控腔室压力线性对应，输入预控压力增大时输出制动压力增大，并由总风压力输入端作为压力供给，其列车管压力输出端具有较大的流量。所述切换阀，其特征在于，切换控制信号得电时导通中继阀输出端至列车管的通路，切换控制信号失电时截断中继阀输出端至列车管的通路。所述压力开关，其特征在于，检测到列车管压力过低时，输出紧急制动电气信号，为实现压力开关检测到列车管压力过低时产生紧急制动持续排空列车管压力空气无法再次充气，在压力开关输出紧急制动电气信号一定时间内通过外部电路自动屏蔽输出。所述压力传感器，其特征在于，采集列车管压力输出至控制器。所述减压阀，其特征在于，将总风管压力作为输入，当总风管压力大于设定值时将输出设定值压力，当总风管压力小于设定值时将按照总风压力值输出。所述止回阀，其特征在于，具备压力输入端和压力输出端，只允许压力由输入端流向输出端。所述充气阀，其特征在于，充气控制信号得电时导通止回阀输出端至列车管的通路，充气控制信号失电时截断止回阀输出端至列车管的通路。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种列车空气制动控制系统，其特征在于所述紧急排风阀紧急制动电气信号失电时将列车管压力排空。

6.一种列车空气制动控制方法，利用权利要求1所述的一种列车空气制动控制系统，其特征在于包括正常行车常用制动控制方法、救援时常用制动控制方法、紧急制动控制方法、有电被救援控制方法、无电被救援控制方法。

7.根据权利要求6所述的一种列车空气制动控制方法，其特征在于所述正常行车常用制动控制方法中救援开关处于中立位置，常用制动指令器产生常用制动电气信号，直通制动系统接收常用制动电气信号，控制器向牵引系统发送电制动请求信号产生电制动力，同时控制器控制电空变换阀动作经中继阀流量放大产生制动压力输出至基础制动产生摩擦制动力，电制动力与摩擦制动力满足常用制动电气信号所需减速度的要求，间接制动系统未接收到救援制动电气信号、紧急制动电气信号、被救援电气信号，控制器控制充气阀动作将减压阀产生的定值压力输出至列车管，分配阀接收到定值压力不输出控制压力，不产生制动压力。

8.根据权利要求7所述的一种列车空气制动控制方法，其特征在于救援时常用制动控制方法中救援开关处于救援位置输出救援制动电气信号，常用制动指令器产生常用制动电气信号，通过该控制可以实现列车直通制动系统和间接制动系统同时工作，并能救援其他列车，直通制动系统接收救援制动电气信号，控制器禁止输出电制动请求信号至牵引系统，接收常用制动电气信号，控制器控制电空变换阀动作经中继阀流量放大产生制动压力输出至基础制动产生摩擦制动力，摩擦制动力满足常用制动电气信号所需减速度的要求，间接制动系统接收救援制动电气信号和常用制动电气信号，控制器根据常用制动电气信号控制电空变换阀与切换阀动作同时关闭充气阀，电空变换阀输出的预控压力经中继阀流量放大并经切换阀输出至列车管，分配阀接收到列车管压力输出对应的预控压力通过直通制动系统双向阀、空重车阀与中继阀产生冗余的制动压力输出至基础制动产生摩擦制动力，摩擦制动力满足常用制动电气信号所需减速度的要求。

9.根据权利要求8所述的一种列车空气制动控制方法，其特征在于紧急制动控制方法中紧急按钮产生紧急制动电气信号或压力开关检测到列车管压力产生紧急制动电气信号，直通制动系统接收紧急制动电气信号，控制器禁止输出电制动请求信号至牵引系统，紧急电磁阀动作将总风压力输入至空重车阀经空重车调整后输入至中继阀进行流量放大产生制动压力输出至基础制动产生摩擦制动力，摩擦制动力满足紧急制动电气信号所需减速度的要求，间接制动系统接收到紧急制动电气信号，控制器控制电空变换阀与切换阀动作同时关闭充气阀，通过电空变换阀、中继阀、切换阀排空列车管压力，同时紧急电磁阀接收到紧急制动电气信号排空列车管压力，分配阀接收到列车管压力输出对应的预控压力通过直通制动系统双向阀、空重车阀与中继阀产生冗余的制动压力输出至基础制动产生摩擦制动力，摩擦制动力满足紧急制动电气信号所需减速度的要求。

10.根据权利要求9所述的一种列车空气制动控制方法，其特征在于有电被救援控制方法中救援制动开关产生被救援制动电气信信号，直通制动系统接收常用制动电气信号，控制器控制电空变换阀动作经中继阀流量放大产生制动压力输出至基础制动产生摩擦制动力，摩擦制动力满足常用制动电气信号所需减速度的要求，间接制动系统接收到被救援电气信号，控制器通过压力传感器采集列车管压力输出相应的常用制动电气信号用于直通制动系统常用制动指令，同时控制器控制充气阀与切换阀关闭，分配阀接收到列车管压力输出对应的预控压力通过直通制动系统双向阀、空重车阀与中继阀产生冗余的制动压力输出至基础制动产生摩擦制动力，摩擦制动力满足救援机车或列车列车管减压量的要求。

11.根据权利要求10所述的一种列车空气制动控制方法，其特征在于无电被救援控制方法分配阀接收到列车管压力输出对应的预控压力通过直通制动系统双向阀、空重车阀与中继阀产生的制动压力输出至基础制动产生摩擦制动力，摩擦制动力满足救援机车或列车列车管减压量的要求。

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