CN111634304B - 一种机车制动控制系统及控制方法 - Google Patents

一种机车制动控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本申请属于机车制动控制领域，涉及一种机车制动控制系统及控制方法，包括平均管控制系统和制动缸控制系统，其中，平均管控制系统可以比较制动缸预控压力和平均管预控压力，并输出较大压力作为平均管压力；制动缸控制系统可以比较制动缸预控压力和平均管压力，并输出较大压力作为制动缸压力，去实现制动；可以实现两个控制系统的冗余。

Description

一种机车制动控制系统及控制方法
技术领域
本申请涉及一种机车制动控制系统及控制方法，属于机车制动控制领域。
背景技术
机车制动控制系统的重要功能之一是控制平均管和制动缸的压力，其常规做法是通过高频电磁阀控制预控压力，然后经过中继阀输出与预控压力一致的平均管或者制动缸压力，为了避免平均管和制动缸控制失效对机车运行造成影响，通常对易出现故障的预控压力控制部分进行备份。
现有机车制动控制系统主要为CCBII和Eurotrol，这两种制动控制系统均采用机械空气分配阀对制动缸压力预控部分进行冗余。这种冗余控制方式一方面在机械阀类冗余控制时大幅降低了制动缸的压力控制精度，另一方面平均管故障时易造成机车无法正常运用。
发明内容
本申请的一种实施方式提供了一种机车制动控制系统，包括平均管控制系统和制动缸控制系统，其中，
所述平均管控制系统包括：
第一总风，
与第一总风相连的第一电磁阀和第一流量放大阀；
与所述第一电磁阀相连的第二电磁阀；
与所述第二电磁阀相连的第一压力选择装置，和位于二者之间的第一压力检测装置；
所述第一压力选择装置连接第一流量放大阀；
所述平均管控制系统还包括与第一电磁阀、第二电磁阀和第一压力检测装置电连接的第一控制单元；
所述制动缸控制系统包括：
第二总风，
与第二总风相连的第三电磁阀和第二流量放大阀；
与所述第三电磁阀相连的第四电磁阀；
与所述第四电磁阀相连的第二压力选择装置，和位于二者之间的第二压力检测装置；
所述第二压力选择装置连接第二流量放大阀；
所述第二流量放大阀连接制动缸管，以实现制动；
所述制动缸控制系统还包括与第三电磁阀、第四电磁阀和第二压力检测装置电连接的第二控制单元；
在平均管控制系统和制动缸控制系统之间：
所述第一压力选择装置连接至第四电磁阀和第二压力选择装置之间的管路上；
所述第一流量放大阀连接至第二压力选择装置；
进一步地，
所述第一压力检测装置，用于实时采集平均管控制系统的预控压力，并将采集到的预控压力发送给第一控制单元，即得平均管预控压力实际值；
所述第一控制单元，用于当机车制动控制系统处于本务模式时，接收司机操纵制动手柄输出的指令信息，并根据指令信息计算平均管预控压力目标值；或者，所述第一控制单元接收来自集成控制单元的第一目标值，所述集成控制单元用于当机车制动控制系统处于本务模式时，接收司机操纵制动手柄输出的指令信息，并根据指令信息计算第一目标值，所述第一目标值与平均管预控压力目标值相等，统称目标值；
所述第一控制单元，还用于将所述目标值与第一压力检测装置采集的实际值进行比较，根据二者差值控制第一电磁阀和/或第二电磁阀，使得实际值与目标值相等，得到平均管预控压力；并将平均管预控压力传递至第一压力选择装置；
所述第一电磁阀为预控充气电磁阀，用于根据平均管预控压力目标值与实际值的差值开启或关闭第一总风向平均管控制系统的预控容积充风的通路；
所述第二电磁阀为预控排气电磁阀，用于根据平均管预控压力目标值与实际值的差值开启或关闭平均管控制系统的预控容积向大气排风的通路；
所述第一压力选择装置，用于比较平均管预控压力和制动缸预控压力，并将两者中压力较大者，称为第一压力，输出至第一流量放大阀；所述制动缸预控压力来自制动缸控制系统；
所述第一流量放大阀，用于将小流量的第一压力放大为大流量的平均管压力；
所述第二压力检测装置，用于实时采集制动缸控制系统的预控压力，并将采集到的预控压力发送给第二控制单元，即得制动缸预控压力实际值；
所述第二控制单元，用于当机车制动控制系统处于本务模式时，接收司机操纵制动手柄输出的指令信息，并根据指令信息计算制动缸预控压力目标值，所述制动缸预控压力目标值与所述平均管预控压力目标值相等；或者，当机车制动控制系统处于本务模式时，所述第二控制单元接收来自所述集成控制单元的第一目标值；
所述第二控制单元，还用于将所述目标值与第二压力检测装置采集的实际值进行比较，根据二者差值控制第三电磁阀和/或第四电磁阀，使得实际值与目标值相等，得到制动缸预控压力；并将制动缸预控压力传递至第二压力选择装置和第一压力选择装置；
所述第三电磁阀为预控充气电磁阀，用于根据制动缸预控压力目标值与实际值的差值开启或关闭第二总风向制动缸控制系统的预控容积充风的通路；
所述第四电磁阀为预控排气电磁阀，用于根据制动缸预控压力目标值与实际值的差值开启或关闭制动缸控制系统的预控容积向大气排风的通路；
所述第二压力选择装置，用于比较平均管压力和制动缸预控压力，并将两者中压力较大者，称为第二压力，输出至第二流量放大阀；所述平均管压力来自平均管控制系统；
所述第二流量放大阀，用于将小流量的第二压力放大为大流量的制动缸压力，然后输送至制动缸管，以实现制动。
本申请的第二种实施方式提供了一种机车制动控制方法，可以采用上述的控制系统，包括以下步骤：
第一压力检测装置实时采集平均管控制系统的预控压力，并将采集到的预控压力发送给第一控制单元，即得平均管预控压力实际值；
当机车制动控制系统处于本务模式时，所述第一控制单元接收司机操纵制动手柄输出的指令信息，并根据指令信息计算平均管预控压力目标值；或者，当机车制动控制系统处于本务模式时，集成控制单元接收司机操纵制动手柄输出的指令信息，并根据指令信息计算第一目标值，所述第一控制单元接收来自所述集成控制单元的第一目标值，所述第一目标值与平均管预控压力目标值相等，统称目标值；
所述第一控制单元将所述目标值与实际值进行比较，根据二者差值控制第一电磁阀和/或第二电磁阀，使得实际值与目标值相等，得到平均管预控压力；并将平均管预控压力传递至第一压力选择装置；
第二压力检测装置实时采集制动缸控制系统的预控压力，并将采集到的预控压力发送给第二控制单元，即得制动缸预控压力实际值；
当机车制动控制系统处于本务模式时，所述第二控制单元接收司机操纵制动手柄输出的指令信息，并根据指令信息计算制动缸预控压力目标值，所述制动缸预控压力目标值与所述平均管预控压力目标值相等；或者，当机车制动控制系统处于本务模式时，所述第二控制单元接收来自所述集成控制单元的第一目标值；
所述第二控制单元将所述目标值与实际值进行比较，根据二者差值控制第三电磁阀和/或第四电磁阀，使得实际值与目标值相等，得到制动缸预控压力；并将制动缸预控压力传递至第二压力选择装置和第一压力选择装置；
所述第一压力选择装置比较平均管预控压力和制动缸预控压力，并将两者中压力较大者，即第一压力，输出至第一流量放大阀；
所述第一流量放大阀将小流量的第一压力放大为大流量的平均管压力，输出至第二压力选择装置；
所述第二压力选择装置比较平均管压力和制动缸预控压力，并将两者中压力较大者，即第二压力，输出至第二流量放大阀；
所述第二流量放大阀将小流量的第二压力放大为大流量的制动缸压力，然后输送至制动缸管，以实现制动。
本申请的第三种实施方式提供了一种机车制动控制方法，可以实现平均管控制系统和制动缸控制系统的冗余切换：
当平均管预控压力失效时，第一电磁阀101和第二电磁阀102失电，平均管预控压力逐渐排至零，第一压力选择装置104取较大的制动缸预控压力作为第一压力，输出至第一流量放大阀106，继而输出平均管压力；或者，
当制动缸预控压力失效时，第三电磁阀201和第四电磁阀202失电，制动缸预控压力逐渐排至零，第二压力选择装置204取较大的平均管压力作为第二压力，输出至第二流量放大阀206，继而输出制动缸压力。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
(1)实现了平均管控制系统和制动缸控制系统的相互配合；
(2)当平均管控制系统或者制动缸控制系统的预控部分发生故障时，平均管控制系统和制动缸控制系统的预控部分可以互为冗余，可以有效提高机车制动控制系统的控制精度和可靠性。
附图说明
图1是机车制动控制系统一种实施方式示意图；
图2是机车制动控制系统第二种实施方式示意图；
图3是机车制动控制系统实施例示意图；
图中编号：1平均管控制系统，101第一电磁阀，102第二电磁阀，103第一总风，104第一压力选择装置，105第一压力检测装置，106第一流量放大阀，107第一预控风缸，108遮断阀，109第三压力检测装置；2制动缸控制系统，201第三电磁阀，202第四电磁阀，203第二总风，204第二压力选择装置，205第二压力检测装置，206第二流量放大阀，207第五电磁阀，208机械分配阀，209第六电磁阀，210第二预控风缸，211第四压力检测装置，212制动缸管。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本申请的技术方案进行详实的阐述，然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有明确的规定和限定，所述的连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可能是两个元件内部的连通。所述的实施方式仅仅是对本申请的优选实施方式进行描述，并非对本申请的范围进行限定，在不脱离本申请设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本申请的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本申请权利要求书确定的保护范围内。
本申请的一种实施方式提供了一种机车制动控制系统，如图1所示，包括平均管控制系统1和制动缸控制系统2；
(1)所述平均管控制系统1包括：
第一总风103，与第一总风103相连的第一电磁阀101和第一流量放大阀106；与所述第一电磁阀101相连的第二电磁阀102；与所述第二电磁阀102相连的第一压力选择装置104，和位于二者之间的第一压力检测装置105；所述第一压力选择装置104连接第一流量放大阀106；所述平均管控制系统1还包括与第一电磁阀101、第二电磁阀102和第一压力检测装置105电连接的第一控制单元(图中未示出)。
(2)所述制动缸控制系统2包括：
第二总风203，与第二总风203相连的第三电磁阀201和第二流量放大阀206；
与所述第三电磁阀201相连的第四电磁阀202；与所述第四电磁阀202相连的第二压力选择装置204，和位于二者之间的第二压力检测装置205；所述第二压力选择装置204连接第二流量放大阀206；所述第二流量放大阀206连接制动缸管212，以实现制动；所述制动缸控制系统2还包括与第三电磁阀201、第四电磁阀202和第二压力检测装置205电连接的第二控制单元(图中未示出)。
(3)在平均管控制系统1和制动缸控制系统2之间：
所述第一压力选择装置104连接至第四电磁阀202和第二压力选择装置204之间的管路上；所述第一流量放大阀106连接至第二压力选择装置204。
进一步地，
所述第一压力检测装置105，用于实时采集平均管控制系统1的预控压力，并将采集到的预控压力发送给第一控制单元，即得平均管预控压力实际值；
所述第一控制单元，用于当机车制动控制系统处于本务模式时，接收司机操纵制动手柄输出的指令信息，并根据指令信息计算平均管预控压力目标值；或者，所述第一控制单元接收来自集成控制单元的第一目标值，所述集成控制单元用于当机车制动控制系统处于本务模式时，接收司机操纵制动手柄输出的指令信息，并根据指令信息计算第一目标值，所述第一目标值与平均管预控压力目标值相等；
所述第一控制单元，还用于将所述目标值与第一压力检测装置105采集的实际值进行比较，根据二者差值控制第一电磁阀101和/或第二电磁阀102，使得实际值与目标值相等，得到平均管预控压力；并将平均管预控压力传递至第一压力选择装置104。
所述第一电磁阀101为预控充气电磁阀，用于根据平均管预控压力目标值与实际值的差值开启或关闭第一总风103向平均管控制系统1的预控容积充风的通路；
由图1中可见，所述的预控容积可以是指位于第二电磁阀102和第一压力选择装置104之间的管路的容积；所述管路容积的压力即为平均管预控压力。
所述第二电磁阀102为预控排气电磁阀，用于根据平均管预控压力目标值与实际值的差值开启或关闭平均管控制系统1的预控容积向大气排风的通路。
所述第一压力选择装置104，用于比较平均管预控压力和制动缸预控压力，并将两者中压力较大者，称为第一压力，输出至第一流量放大阀106；所述制动缸预控压力来自制动缸控制系统2。
所述第一流量放大阀106，用于将平均管控制系统1的小流量的第一压力放大为大流量的平均管压力。
所述第二压力检测装置205，用于实时采集制动缸控制系统2的预控压力，并将采集到的预控压力发送给第二控制单元，即得制动缸预控压力实际值；
所述第二控制单元，用于当机车制动控制系统处于本务模式时，接收司机操纵制动手柄输出的指令信息，并根据指令信息计算制动缸预控压力目标值，所述制动缸预控压力目标值与所述平均管预控压力目标值相等；或者，当机车制动控制系统处于本务模式时，所述第二控制单元接收来自所述集成控制单元的第一目标值。
值得注意的是，所述平均管预控压力目标值、制动缸预控压力目标值和第一目标值相等，因此，也可统称为目标值。由前文描述可知，该目标值可以通过第一控制单元和第二控制单元分别计算得到，也可以通过一个集成控制单元计算得到，并将得到的目标值分配给第一控制单元和第二控制单元。
所述第二控制单元，还用于将所述目标值与第二压力检测装置205采集的实际值进行比较，根据二者差值控制第三电磁阀201和/或第四电磁阀202，使得实际值与目标值相等，得到制动缸预控压力；并将制动缸预控压力传递至第二压力选择装置204和第一压力选择装置104。
所述第三电磁阀201为预控充气电磁阀，用于根据制动缸预控压力目标值与实际值的差值开启或关闭第二总风203向制动缸控制系统2的预控容积充风的通路；
由图1中可见，所述的预控容积可以是指位于第四电磁阀202和第二压力选择装置204之间的管路的容积；所述管路容积的压力即为制动缸预控压力。
所述第四电磁阀202为预控排气电磁阀，用于根据制动缸预控压力目标值与实际值的差值开启或关闭制动缸控制系统2的预控容积向大气排风的通路。
所述第二压力选择装置204，用于比较平均管压力和制动缸预控压力，并将两者中压力较大者，称为第二压力，输出至第二流量放大阀206；所述平均管压力来自平均管控制系统1；
所述第二流量放大阀206，用于将制动缸控制系统2的小流量的第二压力放大为大流量的制动缸压力，然后输送至制动缸管212，以实现制动。
作为一种优选的实施方式，所述压力检测装置105,205可以选择但不限于压力传感器。
作为一种优选的实施方式，所述压力选择装置104,204可以选择但不限于双向阀，或者两位三通电磁阀；由于两位三通电磁阀还需要进行额外的电控制，因此优选双向阀。
作为一种优选的实施方式，所述流量放大阀106,206可以选择但不限于中继阀。
作为一种优选的实施方式，所述第一总风103和第二总风203可以为同一总风，也可以为不同的总风。
作为一种优选的实施方式，如图1所示，所述第二电磁阀102还连接第一预控风缸107，用于增大平均管控制系统1的预控容积。所述第一压力检测装置105可以实时采集第一预控风缸107的预控压力发送给第一控制单元，作为平均管预控压力实际值；然后将实际值与目标值进行比较，并通过控制第一电磁阀101和/或第二电磁阀102，使得平均管预控压力的实际值与目标值相等。所述第一预控风缸可以通过增加平均管的预控容积，除了管路可以作为预控容积外，预控风缸也称为预控容积的一部分，从而便于实现压力控制。
作为一种优选的实施方式，如图1所示，所述第四电磁阀202还连接第二预控风缸210，用于增大制动缸控制系统2的预控容积；其工作原理同第一预控风缸，此处不再赘述。同时还可以知道，第二预控风缸210位于第一压力选择装置104和第二压力选择装置204的前端。在本申请中所述前端或后端主要指相对于气压的流动方向而言。
作为一种优选的实施方式，如图2所示，所述第一控制单元还可以电连接遮断阀108，所述遮断阀108位于平均管控制系统1中，且优选位于第一流量放大阀106之后，用于开启或关闭平均管控制系统1的平均管压力输出管路。
当机车制动控制系统处于本务模式时，第一控制单元控制所述遮断阀108失电，平均管压力输出管路处于连通状态；当机车制动控制系统处于重联模式时，第一控制单元控制所述遮断阀108得电，平均管压力输出管路处于关闭状态，可以阻止来自外部接口(图中未示出)的气压进一步地进入平均管控制系统1。
作为一种优选的实施方式，如图2所示，所述制动缸控制系统2中，所述第二控制单元还电连接第五电磁阀207，其为分配阀切换电磁阀，所述第五电磁阀207一方面连接第四电磁阀，另一方面连接机械分配阀208，再一方面连接第二压力选择装置204；所述第五电磁阀207用于切换选择制动缸预控压力的来源。
具体地，当第五电磁阀207得电时，制动缸预控压力来自于第三电磁阀201和第四电磁阀202产生的预控压力；当其失电时，制动缸预控压力来自于外接的机械分配阀208。当机车制动控制系统处于本务模式时，且第三电磁阀201和第四电磁阀202产生的预控压力未发生异常时，所述第五电磁阀207处于得电状态。
作为一种优选的实施方式，所述制动缸控制系统2中，所述第二控制单元还可以电连接第六电磁阀209，所述第六电磁阀209为单缓电磁阀，其一方面连接第四电磁阀，或者当有第五电磁阀207时，优选连接第五电磁阀207；另一方面连接第二压力选择装置204，第六电磁阀209还连接至大气。所述第六电磁阀209，可以用于当机车制动控制系统单独缓解时，排空该阀后端的制动缸预控压力。
作为一种优选的实施方式，在所述平均管控制系统1中，第一流量放大阀106至第二压力选择装置204的管路上设置有第三压力检测装置109，用于采集平均管压力值。可用于实时显示和监控平均管压力；可以根据第一压力和实际平均管压力的差别辅助判断第一流量放大阀106是否产生故障。
作为一种优选的实施方式，在所述制动缸控制系统2中，第二流量放大阀206至制动缸管212的管路上设置有第四压力检测装置211，用于采集制动缸压力值。可用于实时显示和监控制动缸压力；可以根据第二压力和实际制动缸压力的差别辅助判断第二流量放大阀206是否产生故障。
作为一种优选的实施方式，第一流量放大阀106出口的压力不大于来自于第一压力选择装置104的第一压力；以防止当制动缸预控压力和平均管压力接近时，由于第二压力选择装置204串风而引起的压力不稳定。
本申请的第二种实施方式提供了一种机车制动控制方法，可以采用前文所述的机车制动控制系统实现，包括：
(1)第一压力检测装置105实时采集平均管控制系统1的预控压力，并将采集到的预控压力发送给第一控制单元，即得平均管预控压力实际值；
当机车制动控制系统处于本务模式时，所述第一控制单元接收司机操纵制动手柄输出的指令信息，并根据指令信息计算平均管预控压力目标值；或者所述第一控制单元接收来自集成控制单元的第一目标值，当机车制动控制系统处于本务模式时，所述集成控制单元接收司机操纵制动手柄输出的指令信息，并根据指令信息计算第一目标值，所述第一目标值与平均管预控压力目标值相等，统称目标值；
所述第一控制单元将所述目标值与实际值进行比较，根据二者差值控制第一电磁阀101和/或第二电磁阀102，使得实际值与目标值相等，得到平均管预控压力；并将平均管预控压力传递至第一压力选择装置104；
(2)所述第二压力检测装置205实时采集制动缸控制系统2的预控压力，并将采集到的预控压力发送给第二控制单元，即得制动缸预控压力实际值；
当机车制动控制系统处于本务模式时，所述第二控制单元接收司机操纵制动手柄输出的指令信息，并根据指令信息计算制动缸预控压力目标值，所述制动缸预控压力目标值与所述平均管预控压力目标值相等；或者，当机车制动控制系统处于本务模式时，所述第二控制单元接收来自所述集成控制单元的第一目标值；
所述第二控制单元将所述目标值与实际值进行比较，根据二者差值控制第三电磁阀201和/或第四电磁阀202，使得实际值与目标值相等，得到制动缸预控压力；并将制动缸预控压力传递至第二压力选择装置204和第一压力选择装置104；
(3)所述第一压力选择装置104比较平均管预控压力和制动缸预控压力，并将两者中压力较大者，即第一压力，输出至第一流量放大阀106；所述第一流量放大阀106将小流量的第一压力放大为大流量的平均管压力，输出至第二压力选择装置204；
(4)所述第二压力选择装置204比较平均管压力和制动缸预控压力，并将两者中压力较大者，即第二压力，输出至第二流量放大阀206；所述第二流量放大阀206将小流量的第二压力放大为大流量的制动缸压力，然后输送至制动缸管212，以实现制动。
因为所述机车制动控制方法可以采用前文所述的机车制动控制系统实现，因此，机车制动控制系统中的实施方式也可以有效地运用于本方法中，包括但不限于以下：
作为一种优选的实施方式，所述压力检测装置105,205选择但不限于压力传感器；所述压力选择装置104,204可以选择但不限于双向阀，或者两位三通电磁阀；所述流量放大阀106,206可以选择但不限于中继阀。
作为一种优选的实施方式，所述第二电磁阀102还连接第一预控风缸107，用于增大平均管控制系统1的预控容积。所述第一压力检测装置105实时采集第一预控风缸107的预控压力作为平均管预控压力实际值发送给第一控制单元。所述第四电磁阀202还连接第二预控风缸210，用于增大制动缸控制系统2的预控容积。所述第二压力检测装置205可以实时采集第二预控风缸210的预控压力作为制动缸预控压力实际值发送给第二控制单元。
作为一种优选的实施方式，所述第一控制单元还电连接遮断阀108，所述遮断阀108可位于第一流量放大阀106之后。当机车制动控制系统处于本务模式时，第一控制单元控制所述遮断阀108失电，平均管压力输出管路处于连通状态。
作为一种优选的实施方式，所述第二控制单元还电连接第五电磁阀207，其为分配阀切换电磁阀；当第五电磁阀207得电时，制动缸预控压力来自于第三电磁阀201和第四电磁阀202产生的预控压力；当第五电磁阀207失电时，制动缸预控压力来自于外接的机械分配阀208。当机车制动控制系统处于本务模式时，且第三电磁阀201和第四电磁阀202产生的预控压力未发生异常时，所述第五电磁阀207处于得电状态。
本申请所提供的机车制动控制方法，还可以实现平均管控制系统1和制动缸控制系统2的冗余切换：
当平均管预控压力失效时，第一电磁阀101和第二电磁阀102失电，平均管预控压力逐渐排至零，第一压力选择装置104取较大的制动缸预控压力作为第一压力输出至第一流量放大阀106，继而输出平均管压力；或者，
当制动缸预控压力失效时，第三电磁阀201和第四电磁阀202失电，制动缸预控压力逐渐排至零，第二压力选择装置204取较大的平均管压力作为第二压力输出至第二流量放大阀206，继而输出制动缸压力。
或者，更加具体地：
(1)当平均管控制系统1发生故障时：
第一控制单元通过第一压力检测装置105实时采集平均管预控压力，得到平均管预控压力实际值；
当机车制动控制系统处于本务模式时，第一控制单元将实际值与目标值相比较，并根据比较结果控制第一电磁阀101和第二电磁阀102；
如果在预设时间范围内实际值与目标值无法一致，第一控制单元即判定第一电磁阀101或第二电磁阀102或第一压力检测装置105发生故障，对这三个元件进行失电处理，将平均管预控压力通过第二电磁阀102排至大气；
来自制动缸控制系统2的制动缸预控压力经第一压力选择装置104取大输出至第一流量放大阀106，继而输出平均管压力。
或者，
(2)当制动缸控制系统发生故障时：
第二控制单元通过第二压力检测装置205实时采集制动缸预控压力，得到制动缸预控压力实际值；
当机车制动控制系统处于本务模式时，第二控制单元将实际值与目标值相比较，并根据比较结果控制第三电磁阀201和第四电磁阀202；
如果在预设时间范围内实际值与目标值无法一致，第二控制单元即判定第三电磁阀201或第四电磁阀202或第二压力检测装置205发生故障，对这三个元件进行失电处理，将制动缸预控压力通过第四电磁阀202排至大气；
来自平均管控制系统1的平均管压力经第二压力选择装置204取大输出至第二流量放大阀206，继而输出制动缸压力。
当平均管控制系统1或者制动缸控制系统2的预控部分发生故障时，平均管控制系统和制动缸控制系统的预控部分互为冗余，在没有增加空气分配阀或者其他配置的条件下，有效提高了系统的控制精度和可靠性。
值得注意的是：在本申请中，所述第一总风103和第二总风203可以是同一总风，也可以是不同的总风，只要能够实现在本申请中的作用即可。所述压力选择装置优选自带实现压力比较功能的装置，例如双向阀，因此可以不需要控制单元额外控制；当然也可以选择两位三通电磁阀，采用控制单元进行控制。所述流量放大阀优选自带实现流量放大的功能，例如中继阀，因此也可以不需要控制单元额外控制。在机车制动控制系统中，还可以将第一控制单元和第二控制单元进一步地整合在所述集成控制单元中，只要能实现本申请中的第一控制单元和第二控制单元的功能即可。
以下结合实施例对本申请进行详细的阐述，值得理解的是，本实施例仅仅是本申请的优选的实施方式，并不能理解为对本申请的保护范围进行限制。
(1)平均管控制系统：
如图3所示，平均管控制系统1包括第一控制单元(图中未示出)，所述第一控制单元电连接第一电磁阀101、第二电磁阀102、遮断阀108和第一压力检测装置105；所述第一电磁阀101为预控充气电磁阀，所述第二电磁阀102为预控排气电磁阀，所述第一压力检测装置105为压力传感器；所述第一电磁阀101的第一口1011连接至第一总风103，其第二口1012连接至第二电磁阀102的第一口1021，所述第二电磁阀102的第二口1022连接至大气；所述第二电磁阀102的第一口1021还连接第一双向阀104的第一口1041，二者之间设置第一压力检测装置105；所述第一双向阀104的第二口1042连接制动缸控制系统2，第一双向阀104的第三口1043连接第一中继阀106的第一口1061，第一中继阀106的第二口1062连接第一总风103，第一中继阀106的第三口1063连接遮断阀108的第一口1081，遮断阀108的第二口连接至制动缸控制系统2。
(2)制动缸控制系统：
如图3所示，制动缸控制系统2包括第二控制单元(图中未示出)，所述第二控制单元电连接第三电磁阀201、第四电磁阀202、第五电磁阀207、第六电磁阀209和第二压力检测装置205；所述第三电磁阀201为预控充气电磁阀，所述第四电磁阀102为预控排气电磁阀，所述第二压力检测装置205为压力传感器；所述第三电磁阀201的第一口2011连接至第二总风203，其第二口2012连接至第四电磁阀202的第一口2021，所述第四电磁阀202的第二口2022连接至大气；所述第四电磁阀202的第一口2021还连接第五电磁阀207的第一口2071，二者之间设置第二压力检测装置205；所述第五电磁阀207的第二口2072连接至机械分配阀208，其第三口2073连接第六电磁阀209的第一口2091和第二预控风缸210；所述第六电磁阀209的第一口2091也连接第二预控风缸210，其第二口2092连接第二双向阀204的第一口2041和第一双向阀104的第二口1042，其第三口2093连接至大气；第二双向阀204的第二口2042连接遮断阀108的第二口1802，第二双向阀204的第三口2043连接第二中继阀206的第一口2061，第二中继阀206的第二口2062连接第二总风203，第二中继阀206的第三口2063连接制动缸管212，可以实现制动。
(3)工作说明
当机车制动控制系统处于本务模式时，所述第一控制单元接收司机操纵自动制动手柄和单独制动手柄输出的指令信息，并根据指令信息计算平均管预控压力目标值，将所述目标值与第一压力检测装置105采集的平均管预控压力实际值进行比较，根据二者差值控制第一电磁阀101和/或第二电磁阀102，使得实际值与目标值相等，得到平均管预控压力。具体地，当实际值大于目标值时，控制第二电磁阀102通过第二口1022向大气排气，减小实际值，从而使得实际值等于目标值；当实际值小于目标值时，控制第一电磁阀101通过第一总风103向第一预控风缸107充气，增大实际值，使得实际值等于目标值。第一控制单元同时控制遮断阀108失电，使得平均管压力输出管路处于连通状态。
同理，当机车制动控制系统处于本务模式时，所述第二控制单元用于接收司机操纵自动制动手柄和单独制动手柄输出的指令信息，并根据指令信息计算制动缸预控压力目标值，将所述目标值与第二压力检测装置205采集的制动缸预控压力实际值进行比较，根据二者差值控制第三电磁阀201和/或第四电磁阀202，使得实际值与目标值相等，得到制动缸预控压力。具体地，当实际值大于目标值时，控制第四电磁阀202通过第二口2022向大气排气，减小实际值，从而使得实际值等于目标值；当实际值小于目标值时，控制第三电磁阀201通过第二总风203向第二预控风缸210充气，增大实际值，使得实际值等于目标值。第二控制单元同时控制第五电磁阀207得电，使得第一口2071和第三口2073连通；控制第六电磁阀209失电，使得第一口2091和第二口2092连通，从而制动缸预控压力输出管路处于连通状态，如此，制动缸预控压力可以经过第五电磁阀207和第六电磁阀209到达第一双向阀104的第二口1042和第二双向阀204的第一口2041。
或者当机车制动控制系统处于本务模式时，集成控制单元用于接收司机操纵自动制动手柄和单独制动手柄输出的指令信息，并根据指令信息计算制动缸预控压力目标值，并将所述目标值分别传输给第一控制单元和第二控制单元，去实现目标值和实际值的比较和控制。
所述第一双向阀104用于比较来自第一口1041的平均管预控压力和来自第二口1042的制动缸预控压力，并将两者中压力较大者，即第一压力，输出至第一中继阀106的第一口1061。
所述第一中继阀106用于将小流量的第一压力放大为大流量的平均管压力，从第一中继阀的第三口1603流出，经过遮断阀108，输送至第二双向阀204的第二口2042。
所述第二双向阀204用于比较来自第一口2041的制动缸预控压力和来自第二口2042的平均管压力，并将两者中压力较大者，即第二压力，输出至第二中继阀206的第一口206。
所述第二中继阀206用于将小流量的第二压力放大为大流量的制动缸压力，并通过第三口2063输送至制动缸管212以实现制动。
所述第五电磁阀207为分配阀切换电磁阀，用于切换选择制动缸预控压力的来源。具体地，当其得电时，第一口2071与第三口2073连通，制动缸预控压力为来自于第三电磁阀201和第四电磁阀202后端的预控压力；当其失电时，第二口2072与第三口2073连通，制动缸预控压力来自于外接的机械分配阀208。当机车制动控制系统处于本务模式时，且第三电磁阀201和/或第四电磁阀202产生的制动缸预控压力未发生异常时，所述第五电磁阀207处于得电状态。
所述第六电磁阀209为单缓电磁阀，可以用于当机车制动控制系统单独缓解时，排空该阀后端的制动缸预控压力。当机车制动控制系统处于本务模式且正常工作状态下，第六电磁阀209失电，第一口2091与第二口2092连通，使制动缸预控压力输出管路处于连通状态。
此外，当第二双向阀204第一口2041和第二口2042的实际压力差不大于第二双向阀204本身的容忍压力差时，第一口2041和第二口2042之间会串风。因此当第二双向阀第一口2041的制动缸预控压力和第二口2042的平均管压力接近时，这两口之间串风，若第一中继阀的第三口1603压力P1比第一口1601压力P2高，则第二双向阀第一口2041压力＝第一双向阀第二口1042压力＝第一双向阀第三口1043压力＝第一中继阀第一口1061压力＝P1>P2，从而导致第一中继阀第一口1061的压力越来越高。
举例来讲，如果一般情况下第一中继阀第三口1063压力始终比第一口1061压力大5kPa(小于或等于双向阀的容忍压力差)，以第一中继阀第一口1061压力为90kpa作为例子，则第一中继阀第三口1063压力为95kPa，第二双向阀第二口2042压力为95kPa，则由于第二双向阀第一口2041的制动缸预控压力和第二口2042的平均管压力接近时，第一口2041和第二口2042之间串风，则第二双向阀第一口2041压力为95kPa，则第一双向阀第二口1042压力为95kPa，则第一双向阀第三口1043压力为95kPa，即第一中继阀第一口1061压力为95kpa，相比于原来的90kPa，自行上升了5kPa，如此循环往复，平均管压力最终上升至总风压力，会影响机车运行。
因此本技术方案中，优选第一中继阀输出口，即第三口1063，压力始终不大于第一口1061压力，以免影响机车正常运行。
(4)冗余说明
通过上述的设置，平均管控制系统和制动缸控制系统可以进行冗余切换，具体地讲，第一控制单元和第二控制单元均可以同时响应司机操纵自动制动手柄和单独制动手柄输出相应的压力，且二者的预控压力目标值是一致的。
第一双向阀104取平均管预控压力和制动缸预控压力两者中压力较大者，输出至第一中继阀106第一口1061，经第一中继阀输出口，即第三口1063，对第一口1061压力进行流量放大后输出平均管压力。
第二双向阀204取制动缸预控压力和平均管压力两者中压力较大者，输出至第二中继阀的第一口2061，经第二中继阀输出口，即第三口2063，对第一口2061的压力进行流量放大后输出制动缸压力。
预控排气电磁阀102,202失电时第一口与第二口导通，预控充气电磁阀101,201失电时第一口与第二口关闭，因此平均管预控压力和制动缸预控压力在两者失电时可以逐渐排至零；
当平均管预控压力失效时，第一电磁阀101和第二电磁阀102失电，平均管预控压力逐渐排至零，第一双向阀104取大输出的制动缸预控压力至第一中继阀106，继而输出平均管压力；
当制动缸预控压力失效时，第三电磁阀201和第四电磁阀202失电，制动缸预控压力逐渐排至零，第二双向阀204取大输出的平均管压力至第二中继阀206，继而输出制动缸压力。
综上，本申请可以实现制动缸控制系统与平均管控制系统互为冗余。

Claims (10)

1.一种机车制动控制系统，其特征在于，包括平均管控制系统和制动缸控制系统，其中，
所述平均管控制系统包括：
第一总风，
与第一总风相连的第一电磁阀和第一流量放大阀；
与所述第一电磁阀相连的第二电磁阀；
与所述第二电磁阀相连的第一压力选择装置，和位于二者之间的第一压力检测装置；
所述第一压力选择装置连接第一流量放大阀；
所述平均管控制系统还包括与第一电磁阀、第二电磁阀和第一压力检测装置电连接的第一控制单元；
所述制动缸控制系统包括：
第二总风，
与第二总风相连的第三电磁阀和第二流量放大阀；
与所述第三电磁阀相连的第四电磁阀；
与所述第四电磁阀相连的第二压力选择装置，和位于二者之间的第二压力检测装置；
所述第二压力选择装置连接第二流量放大阀；
所述第二流量放大阀连接制动缸管，以实现制动；
所述制动缸控制系统还包括与第三电磁阀、第四电磁阀和第二压力检测装置电连接的第二控制单元；
在平均管控制系统和制动缸控制系统之间：
所述第一压力选择装置连接至第四电磁阀和第二压力选择装置之间的管路上；
所述第一流量放大阀连接至第二压力选择装置；
进一步地，
所述第一压力检测装置，用于实时采集平均管控制系统的预控压力，并将采集到的预控压力发送给第一控制单元，即得平均管预控压力实际值；
所述第一控制单元，用于当机车制动控制系统处于本务模式时，接收司机操纵制动手柄输出的指令信息，并根据指令信息计算平均管预控压力目标值；或者，所述第一控制单元接收来自集成控制单元的第一目标值，所述集成控制单元用于当机车制动控制系统处于本务模式时，接收司机操纵制动手柄输出的指令信息，并根据指令信息计算第一目标值，所述第一目标值与平均管预控压力目标值相等，统称目标值；
所述第一控制单元，还用于将所述目标值与第一压力检测装置采集的实际值进行比较，根据二者差值控制第一电磁阀和/或第二电磁阀，使得实际值与目标值相等，得到平均管预控压力；并将平均管预控压力传递至第一压力选择装置；
所述第一电磁阀为预控充气电磁阀，用于根据平均管预控压力目标值与实际值的差值开启或关闭第一总风向平均管控制系统的预控容积充风的通路；
所述第二电磁阀为预控排气电磁阀，用于根据平均管预控压力目标值与实际值的差值开启或关闭平均管控制系统的预控容积向大气排风的通路；
所述第一压力选择装置，用于比较平均管预控压力和制动缸预控压力，并将两者中压力较大者，称为第一压力，输出至第一流量放大阀；所述制动缸预控压力来自制动缸控制系统；
所述第一流量放大阀，用于将小流量的第一压力放大为大流量的平均管压力；
所述第二压力检测装置，用于实时采集制动缸控制系统的预控压力，并将采集到的预控压力发送给第二控制单元，即得制动缸预控压力实际值；
所述第二控制单元，用于当机车制动控制系统处于本务模式时，接收司机操纵制动手柄输出的指令信息，并根据指令信息计算制动缸预控压力目标值，所述制动缸预控压力目标值与所述平均管预控压力目标值相等；或者，当机车制动控制系统处于本务模式时，所述第二控制单元接收来自所述集成控制单元的第一目标值；
所述第二控制单元，还用于将所述目标值与第二压力检测装置采集的实际值进行比较，根据二者差值控制第三电磁阀和/或第四电磁阀，使得实际值与目标值相等，得到制动缸预控压力；并将制动缸预控压力传递至第二压力选择装置和第一压力选择装置；
所述第三电磁阀为预控充气电磁阀，用于根据制动缸预控压力目标值与实际值的差值开启或关闭第二总风向制动缸控制系统的预控容积充风的通路；
所述第四电磁阀为预控排气电磁阀，用于根据制动缸预控压力目标值与实际值的差值开启或关闭制动缸控制系统的预控容积向大气排风的通路；
所述第二压力选择装置，用于比较平均管压力和制动缸预控压力，并将两者中压力较大者，称为第二压力，输出至第二流量放大阀；所述平均管压力来自平均管控制系统；
所述第二流量放大阀，用于将小流量的第二压力放大为大流量的制动缸压力，然后输送至制动缸管，以实现制动。
2.根据权利要求1所述的机车制动控制系统，其特征在于：所述第一压力检测装置和第二压力检测装置选择压力传感器；所述第一压力选择装置和第二选择装置选择双向阀，或者两位三通电磁阀；所述第一流量放大阀和第二流量放大阀选择中继阀；所述第一总风和第二总风为同一总风，或不同的总风。
3.根据权利要求1所述的机车制动控制系统，其特征在于：所述第二电磁阀还连接第一预控风缸，用于增大平均管控制系统的预控容积；所述第四电磁阀还连接第二预控风缸，用于增大制动缸控制系统的预控容积。
4.根据权利要求1所述的机车制动控制系统，其特征在于：所述第一控制单元还电连接遮断阀，所述遮断阀位于平均管控制系统中，且位于第一流量放大阀之后，用于开启或关闭平均管控制系统的平均管压力输出管路。
5.根据权利要求1所述的机车制动控制系统，其特征在于：所述第二控制单元还电连接第五电磁阀，其为分配阀切换电磁阀，用于切换选择制动缸预控压力的来源。
6.根据权利要求1所述的机车制动控制系统，其特征在于：所述第二控制单元还电连接第六电磁阀，所述第六电磁阀为单缓电磁阀，其一方面连接第四电磁阀；另一方面连接第二压力选择装置，第六电磁阀还连接至大气。
7.根据权利要求1所述的机车制动控制系统，其特征在于：第一流量放大阀至第二压力选择装置的管路上设置有第三压力检测装置，用于采集平均管压力值；第二流量放大阀至制动缸管的管路上设置有第四压力检测装置，用于采集制动缸压力值。
8.根据权利要求1所述的机车制动控制系统，其特征在于：第一流量放大阀出口的压力不大于来自于第一压力选择装置的第一压力。
9.一种机车制动控制方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的机车制动控制系统，包括：
第一压力检测装置实时采集平均管控制系统的预控压力，并将采集到的预控压力发送给第一控制单元，即得平均管预控压力实际值；
当机车制动控制系统处于本务模式时，所述第一控制单元接收司机操纵制动手柄输出的指令信息，并根据指令信息计算平均管预控压力目标值；或者，当机车制动控制系统处于本务模式时，集成控制单元接收司机操纵制动手柄输出的指令信息，并根据指令信息计算第一目标值，所述第一控制单元接收来自所述集成控制单元的第一目标值，所述第一目标值与平均管预控压力目标值相等，统称目标值；
所述第一控制单元将所述目标值与实际值进行比较，根据二者差值控制第一电磁阀和/或第二电磁阀，使得实际值与目标值相等，得到平均管预控压力；并将平均管预控压力传递至第一压力选择装置；
第二压力检测装置实时采集制动缸控制系统的预控压力，并将采集到的预控压力发送给第二控制单元，即得制动缸预控压力实际值；
当机车制动控制系统处于本务模式时，所述第二控制单元接收司机操纵制动手柄输出的指令信息，并根据指令信息计算制动缸预控压力目标值，所述制动缸预控压力目标值与所述平均管预控压力目标值相等；或者，当机车制动控制系统处于本务模式时，所述第二控制单元接收来自所述集成控制单元的第一目标值；
所述第二控制单元将所述目标值与实际值进行比较，根据二者差值控制第三电磁阀和/或第四电磁阀，使得实际值与目标值相等，得到制动缸预控压力；并将制动缸预控压力传递至第二压力选择装置和第一压力选择装置；
所述第一压力选择装置比较平均管预控压力和制动缸预控压力，并将两者中压力较大者，即第一压力，输出至第一流量放大阀；
所述第一流量放大阀将小流量的第一压力放大为大流量的平均管压力，输出至第二压力选择装置；
所述第二压力选择装置比较平均管压力和制动缸预控压力，并将两者中压力较大者，即第二压力，输出至第二流量放大阀；
所述第二流量放大阀将小流量的第二压力放大为大流量的制动缸压力，然后输送至制动缸管，以实现制动。
10.根据权利要求9所述的机车制动控制方法，其特征在于：
当平均管预控压力失效时，第一电磁阀和第二电磁阀失电，平均管预控压力逐渐排至零，第一压力选择装置取较大的制动缸预控压力作为第一压力，输出至第一流量放大阀，继而输出平均管压力；或者，当制动缸预控压力失效时，第三电磁阀和第四电磁阀失电，制动缸预控压力逐渐排至零，第二压力选择装置取较大的平均管压力作为第二压力，输出至第二流量放大阀，继而输出制动缸压力；
或者，更加具体地：
第一控制单元通过第一压力检测装置实时采集平均管预控压力，得到平均管预控压力实际值；当机车制动控制系统处于本务模式时，第一控制单元将实际值与目标值相比较，并根据比较结果控制第一电磁阀和第二电磁阀；如果在预设时间范围内实际值与目标值无法一致，第一控制单元即判定第一电磁阀或第二电磁阀或第一压力检测装置发生故障，对这三个元件进行失电处理，将平均管预控压力通过第二电磁阀排至大气；来自制动缸控制系统的制动缸预控压力经第一压力选择装置取大输出至第一流量放大阀，继而输出平均管压力；或者，第二控制单元通过第二压力检测装置实时采集制动缸预控压力，得到制动缸预控压力实际值；当机车制动控制系统处于本务模式时，第二控制单元将实际值与目标值相比较，并根据比较结果控制第三电磁阀和第四电磁阀；如果在预设时间范围内实际值与目标值无法一致，第二控制单元即判定第三电磁阀或第四电磁阀或第二压力检测装置发生故障，对这三个元件进行失电处理，将制动缸预控压力通过第四电磁阀排至大气；来自平均管控制系统的平均管压力经第二压力选择装置取大输出至第二流量放大阀，继而输出制动缸压力。
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