CN116080613B - 一种机车备用紧急制动系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种机车备用紧急制动系统。该系统与整车控制器VCU的三个管脚连接，该系统中的第一排气继电器的第一端与VCU的第一管脚连接，第二端接电源电压，第三端与第二排气继电器的第三端连接，且第一排气继电器的继电器开关将其第二端和其第三端连接；该系统中的第二排气继电器的第一端与VCU的第二管脚连接，第二端与驻车记忆阀的排气管脚连接，第四端接电源电压，且第二排气继电器的继电器开关将其第二端与其第三端连接；在VCU故障时，VCU的第一管脚和第二管脚无信号发送，此时形成故障排气通路，通过驻车记忆阀的排气口进行排气，以使车辆制动。该系统可以在VCU故障时自动实现车辆的制动，提高了车辆运行的安全性。

Description

一种机车备用紧急制动系统

技术领域

本申请涉及车辆制动控制技术领域，具体而言，涉及一种机车备用紧急制动系统。

背景技术

空气制动是车辆制动方式之一，是以压缩空气作为制动原动力，以改变压缩空气的压强来操纵控制列车的制动，车辆的空气制动系统是保证轨道交通安全的关键部件。

现有技术中，车辆的空气制动系统通过分配阀来控制进入制动缸管中压缩空气的气压，即车辆的空气制动系统通过分配阀来控制制动缸管的充风或排风，当车辆需要制动时，控制分配阀向控制缸管内充风，当使制动缸管内的空气压力达到一定的数值时，充入的压缩空气将使制动机内的活塞推出，通过一系列拉杆和杠杆作用迫使闸瓦压向车轮，实现铁路机车车辆制动的目的。

也就是说，上述制动方法需要在整车控制器能够正常工作为前提条件下才能够实现，但当整车控制器故障时，则不能实现上述制动方法。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种机车备用紧急制动系统，能够在整车控制器VCU故障时自动实现车辆的紧急制动，提高了车辆运行的安全性。

第一方面，提供了一种机车备用紧急制动系统，所述系统与整车控制器VCU的三个管脚连接，该系统可以包括：第一排气继电器、第二排气继电器和驻车记忆阀；

其中，所述第一排气继电器的第一端与所述VCU的第一管脚连接，所述第一排气继电器的第二端接电源电压，所述第一排气继电器的第三端与第二排气继电器的第三端连接，所述第一排气继电器的第五端接地，所述第一排气继电器的继电器开关将其第二端和其第三端连接；

所述第二排气继电器的第一端与所述VCU的第二管脚连接，所述第二排气继电器的第二端与所述驻车记忆阀的排气管脚1连接，所述第二排气继电器的第四端接电源电压，所述第二排气继电器的第五端接地，所述第二排气继电器的继电器开关将其第二端与其第三端连接；

在所述VCU故障时，所述VCU的第一管脚和第二管脚无信号发送，此时所述电源电压、所述第一排气继电器、所述第二排气继电器和驻车记忆阀的排气管脚形成故障排气通路，通过所述驻车记忆阀的排气口进行排气，以使车辆制动。

在一个可选的实现中，所述第一排气继电器还包括悬空的第四端；

在所述VCU正常时，所述第一排气继电器的第一端实时接收所述VCU的第一管脚发送的工作信号；所述第一排气继电器的继电器开关基于所述工作信号，断开其第二端和其第三端的连接，且将其第二端与其第四端连接。

在一个可选的实现中，若所述第二排气继电器的第一端接收到所述VCU的第二管脚发送的排气信号，则所述第二排气继电器的继电器开关基于所述排气信号，断开其第二端和其第三端的连接，且将其第二端与其第四端连接，以使所述电源电压、所述第二排气继电器和驻车记忆阀的排气管脚形成正常排气通路，通过所述驻车记忆阀的排气口进行排气，以使车辆制动。

在一个可选的实现中，所述系统还包括充气继电器；

所述充气继电器的第一端与所述VCU的第三管脚连接，所述充气继电器的第二端接电源电压，所述充气继电器的第三端与所述驻车记忆阀的充气管脚3连接，所述充气继电器的第四端悬空，所述充气继电器的第五端接地，其中，所述充气继电器的继电器开关将其第二端与其第四端连接。

在一个可选的实现中，若所述充气继电器的第一端接收到所述VCU的第三管脚发送的充气信号，则所述充气继电器的继电器开关基于所述充气信号，断开其第二端和其第四端的连接，且将其第二端与其第三端连接，以使所述电源电压、所述充气继电器和所述驻车记忆阀的充气管脚形成充气通路，通过所述驻车记忆阀的充气口进行充气，以使车辆解除制动。

在一个可选的实现中，所述驻车记忆阀还包括排气接地管脚、充气接地管脚、第一气口、第二气口和第三气口；

若形成所述充气通路，则所述充气管脚和所述充气接地管脚导通，所述充气通路通过所述第一气口和第二气口进行充气；

若形成所述故障排气通路或正常排气通路，则所述排气管脚和所述排气接地管脚2导通，所述故障排气通路或正常排气通路通过所述第二气口和第三气口进行排气。

在一个可选的实现中，所述故障排气通路或正常排气通路中所述第二气口和第三气口按照预设的最大排气量进行排气。

第二方面，提供了一种车辆，该车辆包括：如第一方面所述的机车备用紧急制动系统、整车控制器VCU；

所述VCU，用于对所述机车备用紧急制动系统进行控制，以控制所述车辆运行状态；

所述机车备用紧急制动系统，用于在所述VCU故障时，对所述车辆进行制动。

本申请提供的机车备用紧急制动系统与整车控制器VCU的三个管脚连接，该系统包括第一排气继电器、第二排气继电器和驻车记忆阀；其中，第一排气继电器的第一端与VCU的第一管脚连接，第二端接电源电压，第三端与第二排气继电器的第三端连接，第五端接地，且第一排气继电器的继电器开关将其第二端和其第三端连接；第二排气继电器的第一端与VCU的第二管脚连接，第二端与驻车记忆阀的排气管脚连接，第四端接电源电压，第五端接地，且第二排气继电器的继电器开关将其第二端与其第三端连接；在VCU故障时，VCU的第一管脚和第二管脚无信号发送，此时电源电压、第一排气继电器、第二排气继电器和驻车记忆阀的排气管脚形成故障排气通路，通过驻车记忆阀的排气口进行排气，以使车辆制动。该系统可以在VCU故障时自动实现车辆的制动，提高了车辆运行的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种车辆的内部结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种机车备用紧急制动系统的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种具有五端口的继电器的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种驻车记忆阀的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本申请实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合说明书附图对本申请的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本申请，并不用于限定本申请，并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1为本申请实施例提供的一种车辆的内部结构示意图。如图1所示，该车辆可以包括：机车备用紧急制动系统100、整车控制器(Vehicle Control Unit，VCU) 110；

VCU 110是车辆的核心控制部件，主要功能是解析驾驶员需求，用于监控车辆行驶状态，协调控制单元，如BMS、MCU、EMS、TCU等的工作，实现对车辆的运行控制。VCU 100，用于对机车备用紧急制动系统110进行控制，以控制车辆运行状态；

机车备用紧急制动系统100，用于在VCU 110正常时，接收VCU 110的控制信号，以实现对车辆进行制动，以及在VCU 110故障时，单独对车辆进行制动。

机车备用紧急制动系统100分别与VCU 110的第一管脚116、第二管脚118和第三管脚115连接。其中，在VCU 110正常工作时，VCU 110的第一管脚116实时向机车备用紧急制动系统100发送常1信号（或称工作信号）；VCU 110的第一管脚118可以向机车备用紧急制动系统100发送排气信号（或称制动信号）；VCU 110的第一管脚115可以向机车备用紧急制动系统100发送充气信号（或称解除制动信号）。

图2为本申请实施例提供的一种机车备用紧急制动系统的结构示意图。如图2所示，该机车备用紧急制动系统100可以包括：第一排气继电器10、第二排气继电器11、充气继电器12和驻车记忆阀13。

第一排气继电器10、第二排气继电器11和充气继电器12可以均是具有五端口的继电器，如图3所示的具有五端口的继电器可以包括第一端A、第二端B、第二端C、第四端D和第五端E，其中，第一排气继电器10的第五端E0、第二排气继电器11的第五端E1或充气继电器12的第五端E2均接地。

驻车记忆阀13安装在气室中，以控制调节气室中的气压，如图4所示，驻车记忆阀13可以包括排气管脚1、排气接地管脚2、充气管脚3和充气接地管脚4，以及排气口和充气口。其中，排气接地管脚2和充气接地管脚4均接地。

进一步的，驻车记忆阀13可以包括第一气口a、第二气口和第三气口c。排气时，排气管脚1和排气接地管脚2导通，第二气口b和第三气口c进行排气，即此时第二气口b和第三气口c均为排气口；充气时，充气管脚3和充气接地管脚4导通，第一气口a和第二气口b进行充气，即此时第一气口a和第二气口b均为充气口。

本申请机车备用紧急制动系统的电路连接结构，可以包括：

第一排气继电器的第一端A0与VCU 110的第一管脚116连接，第一排气继电器10的第二端B0接电源电压，如24V，第一排气继电器10的第三端C0与第二排气继电器11的第三端C1连接，第一排气继电器10的第四端D0悬空，第一排气继电器10的第五端E0接地，第一排气继电器10的继电器开关将其第二端B0和其第三端C0连接，即车辆未运行时，VCU不工作，此时第一排气继电器10的继电器开关处于闭合状态。

第二排气继电器的11第一端A1与VCU 110的第二管脚118连接，第二排气继电器11的第二端B1与驻车记忆阀13的排气管脚1连接，第二排气继电器11的第三端C1与第一排气继电器的第三端C0连接，第二排气继电器的第四端D1接电源电压，如24V，第二排气继电器11的第五端E1接地，第二排气继电器11的继电器开关将其第二端B1与其第三端C1连接。

充气继电器12的第一端A2与VCU 110的第三管脚115连接，充气继电器12的第二端B2接电源电压，如24V，充气继电器12的第三端C2与驻车记忆阀13的充气管脚3连接，充气继电器12的第四端D2悬空，充气继电器12的第五端E2接地。其中，充气继电器12的继电器开关将其第二端B2与其第四端D2连接，即车辆未运行时，VCU不工作，此时充气继电器12的继电器开关处于断开状态。

进一步的，下面具体描述本申请机车备用紧急制动系统的工作过程：

A、在车辆运行过程中，且VCU正常工作时：

VCU 110通过第一管脚116需要实时向第一排气继电器10的第一端A0发送工作信号（即常1信号）；

第一排气继电器10的继电器开关基于工作信号，断开其第二端B0和其第三端C0的连接，且将其第二端B0与其悬空的第四端D0进行连接，此时第一排气继电器10的继电器开关处于断开状态。

需要说明的是，在第一排气继电器的继电器开关处于断开状态下，本申请的机车备用紧急制动系统在正常工作中，需要利用工作正常的VCU，实现对驻车记忆阀的充气和排气的控制，从而实现对车辆运行的控制。

（1）工作正常的VCU实现对驻车记忆阀的充气控制的工作过程包括：

VCU 110通过第三管脚115向充气继电器的第一端A2发送充气信号；

充气继电器12的继电器开关基于充气信号，断开其第二端A2和其第四端D2的连接，将其第二端A2与其第三端C2进行连接，即与驻车记忆阀13的充气管脚3连接，由此形成了以电源电压、充气继电器12和驻车记忆阀13的充气管脚3的充气通路，如图中24V电源电压—>回路FN02B—>充气继电器12—>驻车记忆阀13的充气管脚3的通路，此时触发驻车记忆阀13通过充气口进行充气，以使车辆解除制动。

其中，在形成充气通路时，驻车记忆阀的充气管脚3和充气接地管脚4导通，该充气通路通过第一气口a和第二气口b进行充气。

（2）工作正常的VCU实现对驻车记忆阀的排气控制的工作过程包括：

VCU 110通过第二管脚118向第二排气继电器的第一端A1发送排气信号；

第二排气继电器11的继电器开关基于排气信号，断开其第二端B1和其第三端C1的连接，且将其第二端B1与其第四端D1进行连接，由此形成了以电源电压、第二排气继电器11和驻车记忆阀13的排气管脚1的正常排气通路，如图中24V电源电压—>第二排气继电器11—>驻车记忆阀13的排气管脚1的通路，此时触发驻车记忆阀13通过排气口进行排气，以使车辆制动。

其中，在形成正常排气通路时，驻车记忆阀13的排气管脚1和排气接地管脚2导通，该正常排气通路通过第二气口b和第三气口c进行排气。

B、在车辆运行过程中，且VCU故障，如VCU发生通讯、供电、I/O故障等时，VCU 110的第一管脚116、第二管脚118和第三管脚115均无信号发送。也就是说，此时本申请的机车备用紧急制动系统的常规紧急制动方案相当于失效，切换为备用紧急制动方案来解决紧急制动问题，即无需VCU参与的紧急制动方案。

此时，第一排气继电器10的继电器开关将其第二端B0和其第三端C0连接；第二排气继电器11的继电器开关将其第二端B1和其第三端C1连接，充气继电器12的继电器开关将其第二端B2与其第四端D2连接，即悬空。

由此，形成了以电源电压、第一排气继电器10、第二排气继电器11和驻车记忆阀13的排气管脚1的故障排气通路，通过驻车记忆阀13的排气口进行排气，以使车辆制动，如图中24V电源电压—>回路FN02A—>第一排气继电器10—>回路ZC02—>第二排气继电器11—>回路ZC03—>驻车记忆阀13的排气管脚1的通路。

其中，在形成故障排气通路时，驻车记忆阀的排气管脚1和排气接地管脚2导通，该故障排气通路通过第二气口b和第三气口c进行排气。

可见，本申请的机车备用紧急制动系统在VCU正常工作时，VCU可以控制常规紧急制动系统，如上述A中所述的内容，而在VCU失电、故障无法控制常规紧急制动系统时，本申请的机车备用紧急制动系统可以自动进行运行中的车辆紧急制动。

同时，利用驻车记忆阀来实现备用紧急制动，不需要增加多余部件，成本基本不增加，更好地保护机车在紧急状况下需要紧急制动时的状态。

需要说明的是，在形成故障排气通路或正常排气通路后驻车记忆阀的排气口（即第二气口b和第三气口c）是按照预设的最大排气量进行排气，以实现车辆的快速制动。

在一些实施例中，本申请的机车备用紧急制动系统中驻车记忆阀中第一气口、第二气口b和第三气口c可以设置成可调节气口尺寸的可调节气口，此时该系统还可以包括不同气口对应的调压阀。该调压阀用于调节相应气口的气口尺寸，从而调节气室中的气压。

例如，若车辆极速运行过程中，VCU故障系统进入车辆紧急制动时，若驾驶员想要使车辆快速制动，可以手动触发第二气口b和/或第三气口c的调压阀来扩大相应气口的气口尺寸，实现快速排气，快速停车。

本申请提供的机车备用紧急制动系统与整车控制器VCU的三个管脚连接，该系统包括第一排气继电器、第二排气继电器和驻车记忆阀；其中，第一排气继电器的第一端与VCU的第一管脚116连接，第二端接电源电压，第三端与第二排气继电器的第三端连接，第五端接地，且第一排气继电器的继电器开关将其第二端和其第三端连接；第二排气继电器的第一端与VCU的第二管脚118连接，第二端与驻车记忆阀的排气管脚1连接，第四端接电源电压，第五端接地，且第二排气继电器的继电器开关将其第二端与其第三端连接；在VCU故障时，VCU的第一管脚116和第二管脚118无信号发送，此时电源电压、第一排气继电器、第二排气继电器和驻车记忆阀的排气管脚1形成故障排气通路，通过驻车记忆阀的排气口进行排气，以使车辆制动。该系统可以在VCU故障时自动实现车辆的制动，提高了车辆运行的安全性。

本领域内的技术人员应明白，本申请实施例中的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请实施例中可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例中可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请实施例中是参照根据本申请实施例中实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请实施例中的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例中范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例中实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例中实施例的精神和范围。这样，倘若本申请实施例中实施例的这些修改和变型属于本申请实施例中权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请实施例中也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种机车备用紧急制动系统，其特征在于，所述系统与整车控制器VCU的三个管脚连接，所述系统包括：

第一排气继电器、第二排气继电器和驻车记忆阀；其中，

所述第一排气继电器的第一端与所述VCU的第一管脚（116）连接，所述第一排气继电器的第二端接电源电压，所述第一排气继电器的第三端与第二排气继电器的第三端连接，所述第一排气继电器的第五端接地，所述第一排气继电器的继电器开关将其第二端和其第三端连接；

所述第二排气继电器的第一端与所述VCU的第二管脚（118）连接，所述第二排气继电器的第二端与所述驻车记忆阀的排气管脚（1）连接，所述第二排气继电器的第四端接电源电压，所述第二排气继电器的第五端接地，所述第二排气继电器的继电器开关将其第二端与其第三端连接；

在所述VCU故障时，所述VCU的第一管脚（116）和第二管脚（118）无信号发送，此时所述电源电压、所述第一排气继电器、所述第二排气继电器和驻车记忆阀的排气管脚（1）形成故障排气通路，通过所述驻车记忆阀的排气口进行排气，以使车辆制动；

所述系统还包括充气继电器；

在所述VCU正常时，所述充气继电器的第一端与所述VCU的第三管脚（115）连接，所述充气继电器的第二端接电源电压，所述充气继电器的第三端与所述驻车记忆阀的充气管脚（3）连接，所述充气继电器的第四端悬空，所述充气继电器的第五端接地，其中，所述充气继电器的继电器开关将其第二端与其第四端连接。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一排气继电器还包括悬空的第四端；

在所述VCU正常时，所述第一排气继电器的第一端实时接收所述VCU的第一管脚（116）发送的工作信号；所述第一排气继电器的继电器开关基于所述工作信号，断开其第二端和其第三端的连接，且将其第二端与其第四端连接。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，若所述第二排气继电器的第一端接收到所述VCU的第二管脚（118）发送的排气信号，则所述第二排气继电器的继电器开关基于所述排气信号，断开其第二端和其第三端的连接，且将其第二端与其第四端连接，以使所述电源电压、所述第二排气继电器和驻车记忆阀的排气管脚（1）形成正常排气通路，通过所述驻车记忆阀的排气口进行排气，以使车辆制动。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，若所述充气继电器的第一端接收到所述VCU的第三管脚（115）发送的充气信号，则所述充气继电器的继电器开关基于所述充气信号，断开其第二端和其第四端的连接，且将其第二端与其第三端连接，以使所述电源电压、所述充气继电器和所述驻车记忆阀的充气管脚（3）形成充气通路，通过所述驻车记忆阀的充气口进行充气，以使车辆解除制动。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述驻车记忆阀还包括排气接地管脚（2）、充气接地管脚（4）、第一气口a、第二气口b和第三气口c；

若形成所述充气通路，则所述充气管脚（3）和所述充气接地管脚（4）导通，所述充气通路通过所述第一气口a和第二气口b进行充气；

若形成所述故障排气通路或正常排气通路，则所述排气管脚（1）和所述排气接地管脚（2）导通，所述故障排气通路或正常排气通路通过所述第二气口b和第三气口c进行排气。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述故障排气通路或正常排气通路中所述第二气口b和第三气口c按照预设的最大排气量进行排气。

7.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括：如权利要求1-6任一所述的机车备用紧急制动系统、整车控制器VCU；

所述VCU，用于对所述机车备用紧急制动系统进行控制，以控制所述车辆运行状态；

所述机车备用紧急制动系统，用于在所述VCU故障时，对所述车辆进行制动。

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