[发明专利]基于单轴控制的具有故障互补控制的电空制动方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及轨道车辆制动控制方法及系统，尤其是一种单轴控制的轨道车辆制动方法及其系统，具体地说是一种基于单轴控制的具有故障互补控制的电空制动方法及系统。

背景技术

微机控制电空制动系统广泛应用于高速动车组和城轨车辆，是车辆的基础和核心制动，其作用是将制动需求的电信号根据控制要求转化为控制制动力的制动缸压力，与其它制动力配合，如动力制动，完成车辆的制动控制。

在现有的高速动车组和城轨车辆中使用的车辆类型有两种，即动车和拖车，动车为牵引车，拖车为被牵引车，若干辆动车和拖车构成一列动车组。由于车辆的类型不同，重量不同，制动控制方式、制动力的分配也不同，动车以复合制动为主，拖车以空气制动为主；动车分配的制动力大，拖车分配的制动力小。为了简化动车组的制动系统和制动力的分配，一种采用以车为单元的制动控制，即一辆车由一个制动单元按一个控制方式一个相同的制动力控制，四轴采用一个平均的控制；另一种采用以转向架为单元的制动控制，即一个转向架由一个制动单元按一个控制方式一个相同的制动力控制，两轴采用一个平均的控制。一方面现用的电空制动单元将电信号转换为通往制动缸压力值时需经过模拟转换阀、紧急阀、称重阀、中继阀多个环节，气压信号流到中继阀的气路较长，环节多，中继阀上的控制信号具有一定的衰减和滞后，影响中继阀的响应和控制精度；另一方面控制气路中的弹性元件特性的不一致性和退化，需经常对其控制特性进行调整。其中，模拟转换阀将电信号转换气压信号的方式：一种是将电信号放大通过线圈的磁力推动控制气路的阀产生气压信号，另一种是用2个或4个两位三通电磁阀按一定规律的充、排气产生气压信号。以上的特点使得电空制动单元气路复杂、体积和重量大，驱动电磁阀的功率大，存在发热和电磁干扰等，控制方式复杂，精度较低。

发明内容

本发明的目的是针对现有的电空制动单元气路复杂、体积和重量大，驱动电磁阀的功率大，存在发热和电磁干扰等，控制方式复杂，精度较低的问题，发明一种基于单轴控制的具有故障互补控制的电空制动方法及系统。

本发明的技术方案之一是：

一种基于单轴控制的具有故障互补控制的电空制动方法，其特征是它采用了以下步骤：

首先，在每个转向架附近安装两个分别用于控制两个车轴的、由控制电路、中继阀及放风阀组成的嵌入式电空制动单元(本发明所指的嵌入式是指体积小，可集成后安装在转向架附近)，使放风阀和中继阀在控制电路的作用下通过对制动风缸输出的控制实现对车轴的制动控制；

其次，增加一个通讯与管理电路用于监测上述每个转向架上的两个控制电路的工作状况，并与列车网络连接传递通讯信息；

第三，在前述通讯与管理电路的控制下使同一个转向架上的两个嵌入式电空制动单元的控制电路和气路互为冗余，当一个控制电路故障时切断故障控制电路，用相邻的控制电路接管其控制功能；在两个相邻的两个制动缸之间增设一个连通阀，当一路中继阀或放风阀故障时即切断该故障气路，通过打开对应的连通阀连通两制动缸气路，用邻轴的制动空气进行制动控制，实现邻轴互补功能。

所述的中继阀为压电中继阀，所述的放风阀为压电放风阀。

本发明的技术方案之二是：

一种基于单轴控制的具有故障互补控制的电空制动系统，其特征是每个转向架上的每根车轴均连接有制动缸1，两个制动缸1的进气端均通过各自的相互串接的放风阀2及中继阀3与提供压力气源的制动风缸4相连，在同一转向架上的用于控制两根车轴制动的所述两个制动缸1之间设有连通阀5。

所述的制动缸1均连接有向控制电路提供制动时制动压力值的制动压力传感器6；在所述的制动风缸4的出气管上安装有感应制动风缸压力的压力传感器7。

所述的放风阀2为压电放风阀，所述的中继阀3为压电中继阀。

本发明的有益效果：

1.本发明通过直接控制单个轴的制动缸，可缩小制动缸和管路的容积，具有控制响应快、精度高，阀的流量要求小，体积小、重量轻的优点；

2.本发明有利于整列动车组车辆制动力的合理分配，实现制动力的最佳控制；

3.本发明通过使同一转向架上两轴制动单元的控制电路和气路互为冗余，大大提高了车辆制动的可靠性、安全性；能显著降低单轴制动故障对整车制动特性的影响程度；

4.本发明的嵌入式电空制动单元体积小，可制成外场可更换单元，减少维修和更换时间；

5.本发明的气路和弹性环节少，无需气路及弹性元件调整，可简化维护工作量；

6.本发明可通过软件调整制动控制特性，提高应用的灵活性、广泛性；