CN114103911B - 一种电控总阀故障诊断方法以及制动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电控总阀故障诊断方法及制动控制系统。该方法包括：a.电控总阀输出上下腔压力信号和级位信号；b.制动电子控制单元采集上下腔压力信号和级位信号；c.制动电子控制单元将上下腔压力信号与级位信号进行匹配，当上下腔压力信号与级位信号匹配时，执行步骤d；当上下腔压力信号与级位信号不匹配时，则执行步骤e；d.制动电子控制单元控制电空阀输出与级位信号相对应的制动力；e.判断上下腔压力信号是否大于级位信号，若大于，则判断级位信号异常，并执行步骤f；若不大于，则取信级位信号，并执行步骤g；f.制动电子控制单元控制电空阀转为气控模式或报警提醒司机切换制动模式；g.输出与级位信号匹配的制动力并报故障。

Description

一种电控总阀故障诊断方法以及制动控制系统

技术领域

本发明涉及制动控制，尤其涉及采用电控总阀作为制动控制的电控总阀故障诊断方法。

背景技术

目前市场上传统的公交车、卡车均采用机械的制动总阀，其结构简单，可靠性高，故障少。新能源公交车为充分利用电制动，实现能源回收，采用电子与机械相结合的电控总阀，因制动系统智能化低，对制动系统电控要求不高，其气控和电控同步施加，其制动系统的安全性主要还是靠纯机械的气控来保证。

多编组铰接式列车作为一种新型的交通工具，其常用制动的作动采用手柄和电控总阀，而电控总阀作为车辆最主要的制动触发部件，为提高车辆的智能化，制动系统主要采用电控方式，气控制动主要是作为一种后备制动，只有当电控失效的情况下才会介入。因此电控总阀的电控可靠性直接关系到车辆的行车安全。

因此，亟需一种提高电控总阀的电控可靠性的方案。

发明内容

为了提高电控总阀的电控可靠性，本发明提供了一种电控总阀故障诊断方法。所述方法包括至少以下步骤：

a.电控总阀输出上下腔压力信号和级位信号；

b.制动电子控制单元采集所述上下腔压力信号和所述级位信号；

c.所述制动电子控制单元将所述上下腔压力信号与所述级位信号进行匹配，当所述上下腔压力信号与所述级位信号匹配时，执行步骤d；当所述上下腔压力信号与所述级位信号不匹配时，则执行步骤e；

d.所述制动电子控制单元控制电空阀输出与所述级位信号相对应的制动力；

e.判断所述上下腔压力信号是否大于所述级位信号，若所述上下腔压力信号大于所述级位信号，则判断所述级位信号异常，并执行步骤f；若所述上下腔压力信号不大于所述级位信号，则取信所述级位信号，并执行步骤g；

f.制动电子控制单元控制电空阀转为气控模式或报警提醒司机切换制动模式；

g.输出与所述级位信号匹配的制动力，同时报故障。

在一个实施例中，所述方法还包括：

提供压力传感器检测所述电控总阀输出的上下腔压力信号；

将压力传感器检测到的上下腔压力信号反馈给所述制动电子控制单元。

在一个实施例中，所述上下腔压力信号包括上腔压力信号和下腔压力信号。

在一个实施例中，所述级位信号为两路互为冗余的级位信号。

在一个实施例中，当两路互为冗余的级位信号中的一路级位信号异常时，所述制动电子控制单元取信两路级位信号中较大者。

在一个实施例中，所述步骤f的制动电子控制单元控制电空阀转为气控模式包括通过电控总阀上下腔压力控制电空阀输出制动压力。

本发明还提供了一种提高电控总阀的电控可靠性的制动控制系统。该制动控制系统包括：

电控总阀，所述电控总阀具有输出级位信号的第一电气接口和第二电气接口、输出上腔压力的电控总阀上腔接口以及输出下腔压力的电控总阀下腔接口；

气压传感器，采集上下腔压力；

中继阀，根据所述上下腔压力输出与其对应的大流量的空气压力；

多个电控阀，根据中继阀的空气压力，输出与上下腔压力相对应的制动力或输出与所述级位信号相对应的制动力；

制动电子控制单元，接收所述级位信号以及所述气压传感器采集的上下腔压力，将所述上下腔压力信号与所述级位信号进行匹配，当所述上下腔压力信号与所述级位信号匹配时，则控制所述多个电空阀输出与所述级位信号相对应的制动力；当所述上下腔压力信号与所述级位信号不匹配时，则判断所述上下腔压力信号是否大于所述级位信号，若所述上下腔压力信号大于所述级位信号，则判断所述级位信号异常，并控制所述多个电控阀输出与所述上下腔压力相对应的制动力或报警提醒司机切换制动模式；若所述上下腔压力信号不大于所述级位信号，则取信所述级位信号，并控制所述多个电控阀输出与所述级位信号相对应的制动力同时报故障。

在一个实施例中，所述气压传感器为两个，分别采集所述上腔压力和所述下腔压力。

在一个实施例中，所述气压传感器与所述电控总阀集成为具有故障诊断及故障导向的机电一体阀。

在一个实施例中，所述级位信号为两路互为冗余的级位信号，当两路互为冗余的级位信号中的一路级位信号异常时，所述制动电子控制单元取信两路级位信号中较大者。

在一个实施例中，本发明可适用于采用电控总阀作为制动控制的多编组铰接式列车，亦可以以此类推应用到其他采用电控总阀作为制动控制的车辆领域。

本发明的技术方案在已有电控总阀的基础上，提高对电控总阀的故障诊断，有利于司机或ATO提前进行制动干涉，降低车辆运行故障率，防止出现不可预料的事故造成无必要的财产损失和人员伤亡。

附图说明

本发明的以上发明内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的发明的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。

图1示出电控总阀的接口正视图和侧视图；

图2示出电控总阀的接口示意图；

图3示出输出的空气压力信号大小、电压信号大小与踏板行程关系。

图4示出现有技术的制动控制系统的工作流程图；

图5示出根据本发明一实施例的制动控制系统；

图6示出根据本发明一实施例的电控总阀故障诊断流程图。

具体实施方式

以下在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

图1和图2示出电控总阀的接口图。电气总阀具有第一电气接口61、第二电气接口62、电控总阀上腔接口21、电控总阀下腔接口22。其中，两路电气接口61对应输出两个电压信号，即级位信号1和级位信号2，用于电控制动，其中级位信号1和2互为冗余。电控总阀上腔接口21和电控总阀下腔接口22对应输出两路空气压力信号，即上腔压力信号和下腔压力信号，这两路空气压力信号用于气控制动。输出的空气压力信号大小、电压信号大小与踏板行程关系见图3。踏板行程越大，输出的空气压力信号大小、电压信号大小越大。

图4示出现有技术的制动控制系统的工作流程简图。

为使多编组铰接列车运行智能化，智轨电车采用电控优先，气控作为备份的控制策略。结合图1-4，制动系统工作原理大致如下：常用制动情况下，司机踩下电控总阀，电控总阀通过电气接口61、62输出两路电压信号(级位信号1和级位信号2)，电控总阀通过接口21、接口22输出两路空气压力，即上腔压力和下腔压力，上下腔压力通过中继阀进行流量放大输出到轴1电空阀～轴6电空阀的控制口(轴1电空阀～轴6电空阀是一个机电一体中继阀，既可以通过控制口的压力输出相应的空气压力，也可以接收电气指令输出相应的空气压力)，轴1～轴6电空阀根据上下腔压力输出相对应的空气压力，即气控制动力。当制动ECU(制动电子控制单元)采集到电控总阀的级位信号时，制动ECU会通过制动内网控制轴1电空阀、轴2电空阀、轴3电空阀、轴4电空阀、轴5电空阀和轴6电空阀输出与级位信号相对应的电控制动力。同时，制动ECU会控制轴1～轴6电空阀关闭空气压力控制口，即关闭电控总阀上腔压力和下腔压力到电空阀的输出口。

在一个实施例中，本发明的电控总阀为一个或多个电控总阀；制动ECU为一个或多个制动ECU，例如，在本实施例中，制动ECU1和制动ECU2。

通常，当电控总阀故障，输出一路级位信号异常时，制动ECU取信两路制动级位(即电压大小)中较大者；但是当两路级位信号均异常，均输出较小级位信号，且远低于正常值时，制动ECU无法判断异常，将输出较小的制动力，无法满足制动需求。

因此，本发明的目的在于当电控总阀输出两路级位信号均异常时，及时做出判断，用于提醒司机采取其他制动动作，或者用于制动ECU判断做出其他补救措施。

图5示出根据本发明一实施例的制动控制系统。如图5所示，本发明的制动系统分别在电控总阀的上腔压力和下腔压力输出口接两个压力传感器(上腔压力传感器和下腔压力传感器)用于采集电控总阀的上腔压力和下腔压力。在一个实施例中，压力传感器可以是独立的物理设备，也可以集成于电控总阀中。由图3可知，一定的上下腔压力对应相应的踏板行程，一定的踏板行程对应相应的输出电压。即电控总阀上腔压力、下腔压力与电控总阀级位信号成一定的比例关系。

制动ECU采集电控总阀的两路级位信号(级位信号1和级位信号2)，并采集上腔压力传感器和下腔压力传感器反馈的上下腔压力，并根据所采集的级位信号以及上下腔压力进行比较和计算，以对故障进行判断。具体而言，当制动ECU采集的两路级位信号与上下腔压力匹配时，制动ECU不采取其他措施，制动ECU控制电空阀输出与级位信号相对应的空气压力。当制动ECU采集的两路级位信号与上下腔压力不匹配时，若两路级位信号比上下腔压力低，则制动ECU判断级位信号异常，制动ECU报故障提醒司机采取其他措施，或制动ECU控制电空阀转为气控模式，通过电控总阀上下腔压力控制电空阀输出制动压力。若制动ECU采集的上下腔压力信号比级位信号低，则制动ECU取信级位信号，同时报电控总阀故障。

本发明提供了一种提高电控总阀的电控可靠性的制动控制系统。该制动控制系统包括：

电控总阀，所述电控总阀具有输出级位信号的第一电气接口和第二电气接口、输出上腔压力的电控总阀上腔接口以及输出下腔压力的电控总阀下腔接口；

气压传感器，采集上下腔压力；

中继阀，根据所述上下腔压力输出与其对应的大流量的空气压力；

多个电控阀，根据来自中继阀输出的空气压力，输出与上下腔压力相对应的制动力或输出与所述级位信号相对应的制动力；

制动电子控制单元，接收所述级位信号以及所述气压传感器采集的上下腔压力，将所述上下腔压力信号与所述级位信号进行匹配，当所述上下腔压力信号与所述级位信号匹配时，则控制所述多个电空阀输出与所述级位信号相对应的制动力；当所述上下腔压力信号与所述级位信号不匹配时，则判断所述上下腔压力信号是否大于所述级位信号，若所述上下腔压力信号大于所述级位信号，则判断所述级位信号异常，并控制所述多个电控阀输出与所述上下腔压力相对应的制动力或报警提醒司机切换制动模式；若所述上下腔压力信号不大于所述级位信号，则取信所述级位信号，并控制所述多个电控阀输出与所述级位信号相对应的制动力同时报故障。

在一个实施例中，所述气压传感器为两个，分别采集所述上腔压力和所述下腔压力。

在一个实施例中，所述气压传感器与所述电控总阀集成为具有故障诊断及故障导向的机电一体阀。

在一个实施例中，所述级位信号为两路互为冗余的级位信号，当两路互为冗余的级位信号中的一路级位信号异常时，所述制动电子控制单元取信两路级位信号中较大者。

图6示出根据本发明一实施例的电控总阀故障诊断流程图。

步骤601:电控总阀输出上下腔压力信号和级位信号；

步骤602:制动ECU采集上下腔压力信号和级位信号；

步骤603:上下腔压力信号与级位信号进行匹配，当上下腔压力信号与级位信号匹配时，执行步骤604；当上下腔压力信号与级位信号不匹配时，则执行步骤605。

步骤604:输出与级位信号对应的制动力。

步骤605:判断上下腔压力信号是否大于级位信号，若大于，则判断级位信号异常并执行步骤606；若不大于，则取信级位信号并执行步骤607。

步骤606:切换到气控模式或报警提醒司机切换制动模式。

步骤607:输出与级位信号匹配的制动力，同时报故障。

在一个实施例中，步骤602还包括：

提供压力传感器检测所述电控总阀输出的上下腔压力信号；

将压力传感器检测到的上下腔压力信号反馈给所述制动ECU。

在一个实施例中，所述上下腔压力信号包括上腔压力信号和下腔压力信号。

在一个实施例中，所述级位信号为两路互为冗余的级位信号。

在一个实施例中，当两路互为冗余的级位信号中的一路级位信号异常时，所述制动ECU取信两路级位信号中较大者。级位信号仍然被判断为正常。

需要指出的是，步骤605中，判断级位信号异常指的是两路互为冗余的级位信号均小于上下腔压力信号。

在一个实施例中，所述步骤606中的切换到气控模式包括制动ECU通过电控总阀上下腔压力控制电空阀输出制动压力。

本发明有以下极为有益的技术效果：

首先，本发明通过上下腔压力与级位信号比较反推电控总阀故障，可以用作电控总阀故障检测及预警；

其次，本发明通过上下腔压力与级位信号比较反推电控总阀故障，制动系统可以做出最优解确保车辆制动安全，提高制动系统的安全性。

再次，电控总阀本身带有微机控制单元，本发明可以将上下腔压力传感器与电控总阀集成，开发成一个可以扩展故障诊断及故障导向的机电一体阀。

这里采用的术语和表述方式只是用于描述，本发明并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。

同样，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种电控总阀故障诊断方法，其特征在于，所述方法包括：

a.电控总阀输出上下腔压力信号和级位信号；

b.制动电子控制单元采集所述上下腔压力信号和所述级位信号；

c.所述制动电子控制单元将所述上下腔压力信号与所述级位信号进行匹配，当所述上下腔压力信号与所述级位信号匹配时，执行步骤d；当所述上下腔压力信号与所述级位信号不匹配时，则执行步骤e；

d.所述制动电子控制单元控制电空阀输出与所述级位信号相对应的制动力；

e.判断所述上下腔压力信号是否大于所述级位信号，若所述上下腔压力信号大于所述级位信号，则判断所述级位信号异常，并执行步骤f；若所述上下腔压力信号不大于所述级位信号，则取信所述级位信号，并执行步骤g；

f.制动电子控制单元控制电空阀转为气控模式或报警提醒司机切换制动模式；

g.输出与所述级位信号匹配的制动力，同时报故障。

2.如权利要求1所述的电控总阀故障诊断方法，其特征在于，还包括：

提供压力传感器检测所述电控总阀输出的上下腔压力信号；

将压力传感器检测到的上下腔压力信号反馈给所述制动电子控制单元。

3.如权利要求1所述的电控总阀故障诊断方法，其特征在于：

所述上下腔压力信号包括上腔压力信号和下腔压力信号。

4.如权利要求1所述的电控总阀故障诊断方法，其特征在于：

所述级位信号为两路互为冗余的级位信号。

5.如权利要求4所述的电控总阀故障诊断方法，其特征在于，当两路互为冗余的级位信号中的一路级位信号异常时，所述制动电子控制单元取信两路级位信号中较大者。

6.如权利要求1所述的电控总阀故障诊断方法，其特征在于，所述步骤f的制动电子控制单元控制电空阀转为气控模式包括通过电控总阀上下腔压力控制电空阀输出制动压力。

7.一种制动控制系统，其特征在于，包括：

电控总阀，所述电控总阀具有输出级位信号的第一电气接口和第二电气接口、输出上腔压力的电控总阀上腔接口以及输出下腔压力的电控总阀下腔接口；

气压传感器，采集上下腔压力；

中继阀，根据所述上下腔压力输出与其对应的大流量的空气压力；

多个电控阀，根据所述中继阀输出的空气压力，输出与上下腔压力相对应的制动力或输出与所述级位信号相对应的制动力；

制动电子控制单元，接收所述级位信号以及所述气压传感器采集的上下腔压力，将所述上下腔压力信号与所述级位信号进行匹配，当所述上下腔压力信号与所述级位信号匹配时，则控制所述多个电空阀输出与所述级位信号相对应的制动力；当所述上下腔压力信号与所述级位信号不匹配时，则判断所述上下腔压力信号是否大于所述级位信号，若所述上下腔压力信号大于所述级位信号，则判断所述级位信号异常，并控制所述多个电控阀输出与所述上下腔压力相对应的制动力或报警提醒司机切换制动模式；若所述上下腔压力信号不大于所述级位信号，则取信所述级位信号，并控制所述多个电控阀输出与所述级位信号相对应的制动力同时报故障。

8.如权利要求7所述的制动控制系统，其特征在于，所述气压传感器为两个，分别采集所述上腔压力和所述下腔压力。

9.如权利要求7所述的制动控制系统，其特征在于，所述气压传感器与所述电控总阀集成为具有故障诊断及故障导向的机电一体阀。

10.如权利要求7所述的制动控制系统，其特征在于，所述级位信号为两路互为冗余的级位信号，当两路互为冗余的级位信号中的一路级位信号异常时，所述制动电子控制单元取信两路级位信号中较大者。

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