CN113844425B - 机车制动机及其单独制动控制器导向控制方法、车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机车制动机及其单独制动控制器导向控制方法、车辆，若单独制动控制器的辅助开关触点信号异常，模拟量信号正常，单独制动控制器的制动指令由模拟量信号控制，并发出辅助开关故障报警信息；若单独制动控制器的模拟量控制信号异常，辅助开关触点信号正常，单独制动控制器若识别出辅助开关触点处于制动区，则导向单独全制动，并发出故障报警信息；若辅助开关触点处于缓解位，则发出缓解信号指令；本发明采用单独制动控制器不同级位位置发出的辅助开关触点信号和模拟量信号相结合的判断方法，对单独制动控制器进行故障判断和安全导向，提高了制动机输入信号的可靠性和安全性，防止单独制动控制器出现故障时无法安全停车。

Description

机车制动机及其单独制动控制器导向控制方法、车辆

技术领域

本发明涉及机车制动控制技术领域，特别是一种机车制动机及其单独制动控制器导向控制方法、车辆。

背景技术

机车制动机作为机车调速和停车的关键系统，是保障行车安全的控制系统，单独制动控制器是机车制动机的操作部件。单独制动控制器的控制指令通过辅助开关接触器，以开关量信号和模拟量信号发送给制动机控制单元，制动机制动控制单元接收到单独制动控制器指令后，对制动机进行控制。

单独制动控制器作为制动机的控制信号的输入设备，其信号输入的可靠性和安全性对制动机的控制起到关键作用，如果单独制动控制器出现故障，如何在故障模式下保证安全停车，是一项关键控制技术。

发明专利CN103112443B通过硬线信号判断，出现故障后，不能在故障模式下维持机车继续运行，该方案降低了机车的运营效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种机车制动机及其单独制动控制器导向控制方法、车辆，确保单独制动控制器出现故障是能安全停车。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种机车制动机单独制动控制器导向控制方法，包括以下步骤：

若单独制动控制器的辅助开关触点信号异常，模拟量信号正常，单独制动控制器的制动指令由模拟量信号控制，并发出辅助开关故障报警信息；

若单独制动控制器的模拟量控制信号异常，辅助开关触点信号正常，单独制动控制器若识别出辅助开关触点处于制动区，则导向单独全制动，并发出故障报警信息；若辅助开关触点处于缓解位，则发出缓解信号指令；

其中，所述模拟量信号为单独制动控制器发送至制动控制单元的用于实施制动机压力大小的输入信号。

本发明采用单独制动控制器不同级位位置发出的辅助开关触点信号和模拟量信号相结合的判断方法，对单独制动控制器进行故障判断和安全导向，如果单独制动控制器的辅助开关触点信号发生故障，而模拟量信号正常时，单独制动控制器的制动指令由模拟量信号控制，并报辅助开关故障信息，如果单独制动控制器的模拟量控制信号发生故障，而辅助开关触点信号正常时，单独制动控制器如果识别出触点信号处于制动区，则导向单独全制动，并报故障信息；如果处于缓解位，则发出缓解信号，不影响列车正常运营。本发明在单独制动控制器出现故障是，可以在故障模式下保证安全停车，极大地提高了行车安全性。

若单独制动控制器的辅助开关触点信号异常，模拟量信号正常，单独制动控制器的制动指令由模拟量信号控制，并发出辅助开关故障报警信息的具体实现过程包括：

若单独制动控制器运转位辅助开关信号持续高电平，开关量信号为运转闸位信号，则当模拟量输出信号大于设定的第一阈值时，制动控制单元执行模拟量输出信号，输出模拟量输出信号对应的制动缸压力值，并上报故障信息；当模拟量输出信号不超过设定的第一阈值时，制动机执行单独制动控制器运转位指令；

若单独制动控制器运转位辅助开关信号持续低电平，开关量信号为制动区闸位信号，则当制动控制单元采集的模拟量信号处于正常区间(例如4.5-20mA)时，制动控制单元按照模拟量信号输出制动压力值；

其中，所述开关量信号包括单独制动控制器发送至制动控制单元的多路位置信号。

本发明考虑了单独制动控制器开关量通道故障时的各种工况，对各种工况下的故障情况都进行了故障判断和处理，保障了各种单独制动控制器开关量通道故障时的行车安全，实现了单独制动控制器开关量通道故障时的安全导向。

当制动机执行单独制动控制器手柄运转位指令时，缓解单独制动控制器压力，消除故障代码。消除故障的目的是为了继续维持机车运行，在运转位，不对单独制动控制器的制动位进行故障判断。

若单独制动控制器的模拟量控制信号异常，辅助开关触点信号正常，单独制动控制器若识别出辅助开关触点处于制动区，则导向单独全制动，并发出故障报警信息；若辅助开关触点处于缓解位，则发出缓解信号指令的具体实现过程包括：

当单独制动控制器手柄位于运转位时，若模拟量输出信号不超过设定的第一阈值，且持续时间达到T1，则制动控制单元判断模拟量通道故障，制动机执行手柄运转位开关量指令，将单独制动控制器手柄置于制动区；

当单独制动控制器手柄位于制动区时，若模拟量输出信号不超过设定的第一阈值，且持续时间达到T1，则制动控制单元判断模拟量通道故障，制动机执行全制动指令；若单独制动控制器手柄从制动区回转至运转位，则执行运转位指令；

当单独制动控制器手柄开关量信号持续为运转位信号，模拟量输出信号同时出现故障时，制动机执行运转位指令；当开关量信号持续为制动位信号，模拟量输出信号同时出现故障，则制动机执行全制动指令。

本发明考虑了单独制动控制器模拟量通道故障时的各种工况，对各种工况下的故障情况都进行了故障判断和处理，保障了各种单独制动控制器模拟量通道故障时的行车安全，实现了单独制动控制器模拟量通道故障时的安全导向。

当单独制动控制器手柄从制动区回转至运转位时，还缓解单独制动控制器压力，保留故障代码。

还包括：

当单独制动控制器辅助开关信号均为低电平，且持续时间达到T2，则制动控制单元判断单独制动控制器掉电，制动机执行最大常用制动指令。当单独制动控制器辅助开关信号均为低电平，且持续时间达到T2，没有一种工况单独制动控制器所有辅助开关均为低电平，出现这个问题，只有可能是连接器或电源松动，针对这种工况，制动机执行最大常用制动停车时最安全的。

本发明中，制动控制单元通过CAN总线将故障信息上报至故障显示单元。

本发明还提供了一种机车制动机，其包括单独制动控制器和制动控制单元；所述单独制动控制器和制动控制单元相互通信，且被配置为用于执行上述方法的步骤。

作为一个发明构思，本发明还提供了一种轨道交通车辆，其采用上述机车制动机。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明采用单独制动控制器不同级位位置发出的辅助开关触点信号和模拟量信号相结合的判断方法，对单独制动控制器进行故障判断和安全导向，提高了制动机输入信号的可靠性和安全性，防止单独制动控制器出现故障时无法安全停车，提高了行车安全性。

附图说明

图1为本发明实施例制动机结构示意图；

其中，1-制动机控制单元BCU；2-故障显示单元；B01-单独制动控制器辅助开关B03-单独制动控制器运转位辅助开关；B04-单独制动控制器全制动位辅助开关；B05-单独制动控制器侧压缓解位辅助开关；C01-单独制动控制器模拟量电源信号；C02-单独制动控制器模拟量电源地；C03-单独制动控制器模拟量输出信号。

具体实施方式

如图1所示，本发明实施例中，单独制动控制器通过模拟量采集通道发送0-10V的电压模拟量信号给制动控制单元BCU，作为实施制动机压力大小的输入信号。通过发送4路110V开关量信号给制动控制单元BCU作为单独制动控制器不同位置的输入信号。本发明可以进行以下3种故障检测和安全导向。机车制动机单独制动控制器设置有四个操作位置，即运转位、制动区、全制动位以及侧压缓解位。单独制动控制器B01辅助开关在运转位、制动区以及全制动位均为高电平。B03在单独自动控制器运转位为高电平，作为单独控制器在运转位的输入信号。C03为单独制动控制器模拟量输出信号。运转位时，B01为高电平，B03为高电平，C03模拟量输出为0，制动区时B01高电平，B03为低电平，C03模拟量输出为0-10V。全制动位时，B01为高电平，B03为低电平，B04为高电平，C03模拟量输出为最大值，侧压单缓位时，B05为高电平。

单独制动控制器(即小闸)电源通道故障安全导向功能，B01在单独制动控制器正常时三个位置都是高电平，若小闸B01为低电平时，且持续1s以上，制动微机控制单元BCU1判断制动控制器掉电，制动机导向惩罚制动(即机车制动系统若掉电，系统在无电的时候，自动施加常用制动，以保持机车的行车安全)，制动机自动导向最大常用制动，同时通过CAN总线报给故障显示单元2(制动机BCU通过CAN总线的2个位，报一个代码给制动显示屏，显示屏根据这个代码解析成单独制动控制器发生设故障。)。

单独制动控制器开关量通道故障安全导向功能：

工况1：

若单独制动控制器运转位辅助开关信号持续高电平，开关量一直处于运转闸位信号，如BCU采集模拟量值C03大于设置的门槛值Umin(BCU通过自身的模拟量采集板，采集小闸发送过来的4.5-20mA电流信号，其中把低于4.5mA的电流值作为故障值),此时BCU将执行模拟量C03实际输出指令，输出模拟量对应的小闸制动缸压力值，同时通过CAN总线报给故障显示单元2。如BCU采集模拟量值C03小于等于Umin,,制动机执行小闸运转位指令，缓解小闸压力，故障代码消除。

工况2：

如果单独制动控制器B03故障一直为低电平，开关量一直处于制动区闸位信号，若BCU采集的模拟量值处于正常范围，则BCU按照采集到的模拟量值输出小闸制动压力值。

模拟量通道故障安全导向功能：

工况1：

当小闸手柄在运转位时，若采集的模拟量值C03小于等于Umin，且持续2s以上。BCU1判断该状态为小闸模拟量通道故障，同时通过CAN总线报模拟量通道故障信号给故障显示单元2，但此时制动机执行小闸运转位开关量指令缓解小闸制动。此时操作制动控制器置于制动区，则自动导向小闸全制动，B04为高电平。

工况2：

当小闸手柄在制动区时，若采集的模拟量C03值小于等于Umin，且持续2s以上。BCU1判断该状态为小闸模拟量通道故障，制动机执行小闸全制动，同时通过CAN总线报给故障显示单元2，锁定小闸全制动状态。若小闸手柄回运转位，则执行小闸运转位指令，缓解机车小闸，故障显示单元2故障代码不消除。

工况3：

当小闸开关量B03故障卡在运转位(即运转位辅助开关一直闭合)，小闸模拟量通道C03同时出现故障时，制动机执行小闸运转位指令，司机操作小闸制动无效。当小闸开关量故障卡在制动位(即制动位开关一直闭合)，小闸模拟量通道同时出现故障时，制动机自动导向小闸全制动，B04为高电平。

Claims (8)

1.一种机车制动机单独制动控制器导向控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

若单独制动控制器的辅助开关触点信号异常，模拟量信号正常，单独制动控制器的制动指令由模拟量信号控制，并发出辅助开关故障报警信息；

若单独制动控制器的模拟量控制信号异常，辅助开关触点信号正常，单独制动控制器若识别出辅助开关触点处于制动区，则导向单独全制动，并发出故障报警信息；若辅助开关触点处于缓解位，则发出缓解信号指令；

其中，所述模拟量信号为单独制动控制器发送至制动控制单元的用于实施制动机压力大小的输入信号；

若单独制动控制器的辅助开关触点信号异常，模拟量信号正常，单独制动控制器的制动指令由模拟量信号控制，并发出辅助开关故障报警信息的具体实现过程包括：

若单独制动控制器运转位辅助开关信号持续高电平，开关量信号为运转闸位信号，则当模拟量输出信号大于设定的第一阈值时，制动控制单元执行模拟量输出信号，输出模拟量输出信号对应的制动缸压力值，并上报故障信息；当模拟量输出信号不超过设定的第一阈值时，制动机执行单独制动控制器运转位指令；

若单独制动控制器运转位辅助开关信号持续低电平，开关量信号为制动区闸位信号，则当制动控制单元采集的模拟量信号处于正常区间时，制动控制单元按照模拟量信号输出制动压力值；

其中，所述开关量信号包括单独制动控制器发送至制动控制单元的多路位置信号。

2.根据权利要求1所述的机车制动机单独制动控制器导向控制方法，其特征在于，当制动机执行单独制动控制器手柄运转位指令时，缓解单独制动控制器压力，消除故障代码。

3.根据权利要求1所述的机车制动机单独制动控制器导向控制方法，其特征在于，若单独制动控制器的模拟量控制信号异常，辅助开关触点信号正常，单独制动控制器若识别出辅助开关触点处于制动区，则导向单独全制动，并发出故障报警信息；若辅助开关触点处于缓解位，则发出缓解信号指令的具体实现过程包括：

当单独制动控制器手柄位于运转位时，若模拟量输出信号不超过设定的第一阈值，且持续时间达到T1，则制动控制单元判断模拟量通道故障，制动机执行手柄运转位开关量指令，将单独制动控制器手柄置于制动区；

当单独制动控制器手柄位于制动区时，若模拟量输出信号不超过设定的第一阈值，且持续时间达到T1，则制动控制单元判断模拟量通道故障，制动机执行全制动指令；若单独制动控制器手柄从制动区回转至运转位，则执行运转位指令；

当单独制动控制器手柄开关量信号持续为运转位信号，模拟量输出信号同时出现故障时，制动机执行运转位指令；当开关量信号持续为制动位信号，模拟量输出信号同时出现故障，则制动机执行全制动指令。

4.根据权利要求3所述的机车制动机单独制动控制器导向控制方法，其特征在于，当单独制动控制器手柄从制动区回转至运转位时，还缓解单独制动控制器压力，保留故障代码。

5.根据权利要求1所述的机车制动机单独制动控制器导向控制方法，其特征在于，还包括：

当单独制动控制器辅助开关信号为低电平，且持续时间达到T2，则制动控制单元判断单独制动控制器掉电，制动机执行最大常用制动指令。

6.根据权利要求1～5之一所述的机车制动机单独制动控制器导向控制方法，其特征在于，制动控制单元通过CAN总线将故障信息上报至故障显示单元。

7.一种机车制动机，其特征在于，包括单独制动控制器和制动控制单元；所述单独制动控制器和制动控制单元相互通信，且被配置为用于执行权利要求1～6之一所述方法的步骤。

8.一种轨道交通车辆，其特征在于，其采用权利要求7所述的机车制动机。

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