CN111762137B - 一种架控制动系统的防滑保护系统及方法 - Google Patents

一种架控制动系统的防滑保护系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种架控制动系统的防滑保护系统及方法，通过两个状态切换模块分别将Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC‑EP模块与Ⅱ架EBCU连接起来，Ⅱ架速度传感器、Ⅱ架BC‑EP模块与Ⅰ架EBCU连接，且两个状态切换模块分别由Ⅰ架EBCU、Ⅱ架EBCU控制，当其中一个转向架的制动控制单元EBCU失电时，通过状态切换模块控制该转向架对应的速度传感器、BC‑EP模块分别与另一个转向架的制动控制单元EBCU连接，由另一个转向架的制动控制单元EBCU来控制该失电转向架的防滑保护功能，对防滑保护功能进行冗余控制设计，避免了在紧急状态且EBCU失电下，防滑保护功能消失所导致的车轮滑动、擦轮事故。

Description

一种架控制动系统的防滑保护系统及方法
技术领域
本发明属于架控城轨制动系统技术领域，尤其涉及一种架控制动系统在紧急状态下的防滑保护系统及方法。
背景技术
紧急制动是保障列车制动安全的最后防线，其实现方式将直接关乎到列车制动安全等级。车轮防滑保护WSP(Wheel Slide Protection)是制动系统的关键技术之一，也是其核心技术。当轮轨粘着较低时，WSP控制系统能有效抑制车轮滑行，不但能防止车轮抱死，而且能最佳利用有效粘着，以保证最短的制动距离。
根据制动系统作用范围，分为集中式制动系统(俗称车控式)和分散式制动系统(俗称架控式)。前者以每辆车为单元设置单个制动系统，后者以每个转向架为单元设置单个制动系统。相对于车控式，架控制动系统因具有“当一个制动系统失效时，只会造成1个转向架空气制动失效，减少了对车辆的影响”的特点，在城轨车辆的运用越来越广泛。
目前，国产化架控制动系统虽已在部分地铁城际项目中应用，但有些产品未能处理好“如何在保证紧急制动满足安全等级要求的情况下亦能有效发挥防滑保护功能”问题，影响国产化架控制动系统的安全运用。因此，研究并解决该问题显得非常必要，从而为国产化架控制动系统的推广应用奠定了理论基础和技术支持。
架控城轨制动系统基于转向架进行制动缸压力控制，每个转向架具有一个制动控制单元（缩写为EBCU），每节车一般有两个转向架，因此，每节车一般有两个制动控制单元。由于安装空间限制，架控制动系统不单独设立防滑主机，采用防滑控制与制动控制一体化设计，防滑控制与制动控制共用BC-EP模块（即制动缸控制模块），其结构示意图如图1所示，Ⅰ架EBCU表示其中一个转向架的制动控制单元，Ⅱ架EBCU表示另一个转向架的制动控制单元，Ⅰ架BC-EP模块表示其中一个转向架的制动缸控制模块，Ⅱ架BC-EP模块表示另一个转向架的制动缸控制模块。非紧急工况下，当Ⅰ架EBCU异常失电时，Ⅰ架EBCU导向制动缓解；紧急工况下，当Ⅰ架EBCU异常失电时，Ⅰ架EBCU导向紧急制动压力。由于架控制动系统采用防滑控制与制动控制共用BC-EP模块的方式，所以当EBCU失电时，防滑保护功能消失，在轮轨条件存在湿滑易产生滑动时，且紧急状态时如果EBCU失电，极易产生车轮滑动造成擦轮事故。
发明内容
本发明的目的在于提供一种架控制动系统的防滑保护系统及方法，以解决在紧急状态下且EBCU失电时，防滑保护功能消失，易产生车轮滑动造成擦轮事故。
本发明独立权利要求的技术方案解决了上述发明目的中的一个或多个。
本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种架控制动系统的防滑保护系统，每节车厢均包括Ⅰ架EBCU、Ⅱ架EBCU、Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块、Ⅱ架速度传感器以及Ⅱ架BC-EP模块，所述Ⅰ架EBCU分别与Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块连接，所述Ⅱ架EBCU分别与Ⅱ架速度传感器、Ⅱ架BC-EP模块连接，其特征是：
还包括Ⅰ架状态切换模块以及Ⅱ架状态切换模块，所述Ⅰ架状态切换模块由Ⅰ架EBCU控制，所述Ⅱ架状态切换模块由Ⅱ架EBCU控制；
所述Ⅰ架EBCU失电时，控制Ⅰ架状态切换模块切换，使Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块分别与所述Ⅱ架EBCU连接；或
所述Ⅱ架EBCU失电时，控制Ⅱ架状态切换模块切换，使Ⅱ架速度传感器、Ⅱ架BC-EP模块分别与所述Ⅰ架EBCU连接。
本发明的防滑保护系统通过两个状态切换模块分别将Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块与Ⅱ架EBCU连接起来，Ⅱ架速度传感器、Ⅱ架BC-EP模块与Ⅰ架EBCU连接起来，且两个状态切换模块分别由Ⅰ架EBCU、Ⅱ架EBCU控制，当其中一个转向架的制动控制单元EBCU失电时，通过状态切换模块控制该转向架对应的速度传感器、BC-EP模块分别与另一个转向架的制动控制单元EBCU连接，由另一个转向架的制动控制单元EBCU来控制该失电转向架的防滑保护功能，对防滑保护功能进行冗余控制设计，避免了在紧急状态且EBCU失电下，防滑保护功能消失所导致的车轮滑动、擦轮事故。
进一步地，所述Ⅰ架状态切换模块和Ⅱ架状态切换模块为至少三触点的继电器，所述继电器包括线圈、一个常开触点和两个常闭触点；所述Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块分别通过Ⅰ架继电器的两个常闭触点与所述Ⅱ架EBCU连接，所述Ⅱ架EBCU通过Ⅰ架继电器的常开触点与整车蓄电池连接；所述Ⅱ架速度传感器、Ⅱ架BC-EP模块分别通过Ⅱ架继电器的两个常闭触点与所述Ⅰ架EBCU连接，所述Ⅰ架EBCU通过Ⅱ架继电器的常开触点与整车蓄电池连接；所述Ⅰ架继电器的线圈、Ⅱ架继电器的线圈分别由Ⅰ架EBCU、Ⅱ架EBCU控制。
当Ⅰ架EBCU失电时，Ⅰ架继电器的线圈失电，Ⅰ架继电器的常开触点断开，常闭触点闭合，使Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块分别与Ⅱ架EBCU连接，由Ⅱ架EBCU控制Ⅰ架的防滑保护功能（Ⅱ架EBCU根据Ⅰ架继电器常开触点的断开来判断Ⅰ架EBCU失电）。当Ⅰ架EBCU得电时，Ⅰ架继电器的线圈得电，Ⅰ架继电器的常开触点闭合，常闭触点断开，使Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块分别与Ⅱ架EBCU断开，由Ⅰ架EBCU控制Ⅰ架的防滑保护功能，避免了启动冗余的防滑保护功能。
进一步地，所述Ⅰ架EBCU、Ⅱ架EBCU的输入端还分别与紧急环线连接。
根据紧急环线是否得电来判断是否为紧急状态，当紧急环线得电时，为非紧急状态，当紧急环线失电时，为紧急状态。
本发明还提供一种架控制动系统的防滑保护方法，应用于如上所述防滑保护系统，所述方法包括：
紧急状态下，Ⅰ架EBCU失电时，Ⅰ架状态切换模块失电，使Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块分别与Ⅱ架EBCU连接，由Ⅱ架EBCU控制Ⅰ架BC-EP模块，实现Ⅰ架EBCU失电时的防滑保护功能；或
紧急状态下，Ⅱ架EBCU失电时，Ⅱ架状态切换模块失电，使Ⅱ架速度传感器、Ⅱ架BC-EP模块分别与Ⅰ架EBCU连接，由Ⅰ架EBCU控制Ⅱ架BC-EP模块，实现Ⅱ架EBCU失电时的防滑保护功能。
进一步地，所述方法还包括：非紧急状态下，Ⅰ架EBCU失电时，Ⅰ架状态切换模块失电，使Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块分别与Ⅱ架EBCU连接，Ⅱ架EBCU不对Ⅰ架BC-EP模块进行控制；或
非紧急状态下，Ⅱ架EBCU失电时，Ⅱ架速度传感器、Ⅱ架BC-EP模块分别与Ⅰ架EBCU连接，Ⅰ架EBCU不对Ⅱ架BC-EP模块进行控制。
本发明的防滑保护方法，仅在紧急状态且其中一个转向架的制动控制单元失电时，才由另一个转向架的制动控制单元对该失电转向架的BC-EP模块进行控制，在非紧急状态且其中一个转向架的制动控制单元失电时，另一个转向架的制动控制单元不会对该失电转向架的BC-EP模块进行控制（非紧急状态下制动缓解），既保证了紧急状态且失电时失电转向架防滑保护功能的有效性，又避免了在非紧急状态且失电时启动失电转向架的防滑保护功能。
进一步地，根据紧急环线是否得电来判断是否为紧急状态，当紧急环线得电时，为非紧急状态，当紧急环线失电时，为紧急状态。
有益效果
与现有技术相比，本发明所提供的一种架控制动系统的防滑保护系统及方法，通过两个状态切换模块分别将Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块与Ⅱ架EBCU连接起来，Ⅱ架速度传感器、Ⅱ架BC-EP模块与Ⅰ架EBCU连接，且两个状态切换模块分别由Ⅰ架EBCU、Ⅱ架EBCU控制，当其中一个转向架的制动控制单元EBCU失电时，通过状态切换模块控制该转向架对应的速度传感器、BC-EP模块分别与另一个转向架的制动控制单元EBCU连接，由另一个转向架的制动控制单元EBCU来控制该失电转向架的防滑保护功能，对防滑保护功能进行冗余控制设计，避免了在紧急状态且EBCU失电下，防滑保护功能消失所导致的车轮滑动、擦轮事故。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明背景技术中某节车厢两个转向架的制动控制单元结构示意图；
图2是本发明实施例中架控制动系统的防滑保护系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图2所示，本发明所提供的一种架控制动系统的防滑保护系统，每节车厢均包括Ⅰ架EBCU、Ⅱ架EBCU、Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块、Ⅱ架速度传感器、Ⅱ架BC-EP模块、Ⅰ架继电器以及Ⅱ架继电器；Ⅰ架EBCU分别与Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块连接，Ⅱ架EBCU分别与Ⅱ架速度传感器、Ⅱ架BC-EP模块连接；Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块分别通过Ⅰ架继电器的两个常闭触点K12/K13与Ⅱ架EBCU连接，Ⅱ架EBCU通过Ⅰ架继电器K1的常开触点K11与整车蓄电池DC110V连接；Ⅱ架速度传感器、Ⅱ架BC-EP模块分别通过Ⅱ架继电器K2的两个常闭触点K22/K23与Ⅰ架EBCU连接，Ⅰ架EBCU通过Ⅱ架继电器的常开触点K21与整车蓄电池DC110V连接；Ⅰ架继电器的线圈K10、Ⅱ架继电器的线圈K20分别由Ⅰ架EBCU、Ⅱ架EBCU控制。
当Ⅰ架EBCU失电时，Ⅰ架继电器的线圈K10失电，Ⅰ架继电器的常开触点K11断开，常闭触点K12/K13闭合，使Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块分别与Ⅱ架EBCU连接，由Ⅱ架EBCU控制Ⅰ架的防滑保护功能（Ⅱ架EBCU根据Ⅰ架继电器常开触点K11的断开来判断Ⅰ架EBCU是否失电）。当Ⅰ架EBCU得电时，Ⅰ架继电器的线圈K10得电，Ⅰ架继电器的常开触点K11闭合，常闭触点K12/K13断开，使Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块分别与Ⅱ架EBCU断开，由Ⅰ架EBCU控制Ⅰ架的防滑保护功能，避免了启动冗余的防滑保护功能。同理，当Ⅱ架EBCU失电时，Ⅱ架继电器的线圈K20失电，Ⅱ架继电器的常开触点K21断开，常闭触点K22/K23闭合，使Ⅱ架速度传感器、Ⅱ架BC-EP模块分别与Ⅰ架EBCU连接，由Ⅰ架EBCU控制Ⅱ架的防滑保护功能（Ⅰ架EBCU根据Ⅱ架继电器常开触点K21的断开来判断Ⅱ架EBCU是否失电）。当Ⅱ架EBCU得电时，Ⅱ架继电器的线圈K20得电，Ⅱ架继电器的常开触点K21闭合，常闭触点K22/K23断开，使Ⅱ架速度传感器、Ⅱ架BC-EP模块分别与Ⅰ架EBCU断开，由Ⅱ架EBCU控制Ⅱ架的防滑保护功能，避免了启动冗余的防滑保护功能。
Ⅰ架EBCU、Ⅱ架EBCU的输入端还分别与紧急环线连接，根据紧急环线是否得电来判断是否为紧急状态，当紧急环线得电时，为非紧急状态，当紧急环线失电时，为紧急状态。只有在紧急状态下才会启动防滑保护冗余控制。
本发明还提供一种架控制动系统的防滑保护方法，应用于如上所述防滑保护系统，所述方法包括：
紧急状态下，Ⅰ架EBCU失电时，Ⅰ架继电器的线圈K10失电，通过Ⅰ架继电器两个常闭触点K12/K13的闭合使Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块分别与Ⅱ架EBCU连接，同时Ⅱ架EBCU根据Ⅰ架继电器常开触点K11的断开判断Ⅰ架EBCU失电（对Ⅱ架EBCU输入为低电平），Ⅱ架EBCU根据紧急环线的失电判断为紧急状态（紧急环线对EBCU输入为低电平），由Ⅱ架EBCU控制Ⅰ架BC-EP模块，实现Ⅰ架EBCU失电时的防滑保护功能；或
紧急状态下，Ⅱ架EBCU失电时，Ⅱ架继电器的线圈K20失电，通过Ⅱ架继电器两个常闭触点K22/K23的闭合使Ⅱ架速度传感器、Ⅱ架BC-EP模块分别与Ⅰ架EBCU连接，同时Ⅰ架EBCU根据Ⅱ架继电器常开触点K21的断开判断Ⅱ架EBCU失电（对Ⅰ架EBCU输入为低电平），Ⅰ架EBCU根据紧急环线的失电判断为紧急状态（紧急环线对EBCU输入为低电平），由Ⅰ架EBCU控制Ⅱ架BC-EP模块，实现Ⅱ架EBCU失电时的防滑保护功能；或
非紧急状态下，Ⅰ架EBCU失电时，Ⅰ架继电器的线圈K10失电，通过Ⅰ架继电器两个常闭触点K12/K13的闭合使Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块分别与Ⅱ架EBCU连接，同时Ⅱ架EBCU根据Ⅰ架继电器常开触点K11的断开判断Ⅰ架EBCU失电（对Ⅱ架EBCU输入为低电平），Ⅱ架EBCU根据紧急环线的得电判断为非紧急状态（紧急环线对EBCU输入为高电平），Ⅱ架EBCU不会对Ⅰ架BC-EP模块进行控制；或
非紧急状态下，Ⅱ架EBCU失电时，Ⅱ架继电器的线圈K20失电，通过Ⅱ架继电器两个常闭触点K22/K23的闭合使Ⅱ架速度传感器、Ⅱ架BC-EP模块分别与Ⅰ架EBCU连接，同时Ⅰ架EBCU根据Ⅱ架继电器常开触点K21的断开判断Ⅱ架EBCU失电（对Ⅰ架EBCU输入为低电平），Ⅰ架EBCU根据紧急环线的得电判断为非紧急状态（紧急环线对EBCU输入为高电平），Ⅰ架EBCU不会对Ⅱ架BC-EP模块进行控制。
本发明的防滑保护方法，仅在紧急状态且其中一个转向架的制动控制单元失电时，才由另一个转向架的制动控制单元对该失电转向架的BC-EP模块进行控制，在非紧急状态且其中一个转向架的制动控制单元失电时，另一个转向架的制动控制单元不会对该失电转向架的BC-EP模块进行控制，既保证了紧急状态且失电时失电转向架防滑保护功能的有效性，又避免了在非紧急状态且失电时启动失电转向架的防滑保护功能。
以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种架控制动系统的防滑保护系统，每节车厢均包括Ⅰ架EBCU、Ⅱ架EBCU、Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块、Ⅱ架速度传感器以及Ⅱ架BC-EP模块，所述Ⅰ架EBCU分别与Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块连接，所述Ⅱ架EBCU分别与Ⅱ架速度传感器、Ⅱ架BC-EP模块连接，其特征在于：
还包括Ⅰ架状态切换模块以及Ⅱ架状态切换模块，所述Ⅰ架状态切换模块由Ⅰ架EBCU控制，所述Ⅱ架状态切换模块由Ⅱ架EBCU控制；
所述Ⅰ架EBCU失电时，控制Ⅰ架状态切换模块切换，使Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块分别与所述Ⅱ架EBCU连接；或
所述Ⅱ架EBCU失电时，控制Ⅱ架状态切换模块切换，使Ⅱ架速度传感器、Ⅱ架BC-EP模块分别与所述Ⅰ架EBCU连接；
所述Ⅰ架状态切换模块和Ⅱ架状态切换模块均为至少三触点的继电器，所述继电器包括线圈、一个常开触点和两个常闭触点；所述Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块分别通过Ⅰ架继电器的两个常闭触点与所述Ⅱ架EBCU连接，所述Ⅱ架EBCU通过Ⅰ架继电器的常开触点与整车蓄电池连接；所述Ⅱ架速度传感器、Ⅱ架BC-EP模块分别通过Ⅱ架继电器的两个常闭触点与所述Ⅰ架EBCU连接，所述Ⅰ架EBCU通过Ⅱ架继电器的常开触点与整车蓄电池连接；所述Ⅰ架继电器的线圈、Ⅱ架继电器的线圈分别由Ⅰ架EBCU、Ⅱ架EBCU控制。
2.如权利要求1所述的防滑保护系统，其特征在于：所述Ⅰ架EBCU、Ⅱ架EBCU的输入端还分别与紧急环线连接。
3.一种架控制动系统的防滑保护方法，应用于如权利要求1-2中任一项所述的防滑保护系统，其特征在于，所述方法包括：
紧急状态下，Ⅰ架EBCU失电时，Ⅰ架状态切换模块失电，使Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块分别与Ⅱ架EBCU连接，由Ⅱ架EBCU控制Ⅰ架BC-EP模块，实现Ⅰ架EBCU失电时的防滑保护功能；或
紧急状态下，Ⅱ架EBCU失电时，Ⅱ架状态切换模块失电，使Ⅱ架速度传感器、Ⅱ架BC-EP模块分别与Ⅰ架EBCU连接，由Ⅰ架EBCU控制Ⅱ架BC-EP模块，实现Ⅱ架EBCU失电时的防滑保护功能。
4.如权利要求3所述的防滑保护方法，其特征在于，还包括：非紧急状态下，Ⅰ架EBCU失电时，Ⅰ架状态切换模块失电，使Ⅰ架速度传感器、Ⅰ架BC-EP模块分别与Ⅱ架EBCU连接，Ⅱ架EBCU不对Ⅰ架BC-EP模块进行控制；或
非紧急状态下，Ⅱ架EBCU失电时，Ⅱ架速度传感器、Ⅱ架BC-EP模块分别与Ⅰ架EBCU连接，Ⅰ架EBCU不对Ⅱ架BC-EP模块进行控制。
5.如权利要求3或4所述的防滑保护方法，其特征在于：根据紧急环线是否得电来判断是否为紧急状态，当紧急环线得电时，为非紧急状态，当紧急环线失电时，为紧急状态。
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