[发明专利]用于高速轨道交通车辆的电子控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于轨道交通车辆的电子控制系统及控制方法，更具体地本发明涉及用于高速动车组的制动系统的电子控制系统及控制方法，各车辆之间的电子控制系统通过多功能车辆总线组成列车级的控制系统。

背景技术

传统使用内燃机车或电力机车牵引为最大运行速度为160km/h及以下的列车，其制动系统主要为机械制动系统，没有列车级的制动力管理功能，各车辆的制动执行部件根据列车管的减压量来施加制动，制动力控制精度较低，各车减速度差异较大而产生冲动，降低旅客乘坐舒适度；其次，由于没有列车级的网络管理功能，各车辆之间缺乏信息交互，无法进行自动化的制动试验、故障诊断等；再次，机械制动系统的可靠性和灵敏度较低，随着列车的速度不断攀升，对于运行速度在200km/h及以上的高速列车来说，机械制动系统已不能满足列车运行的安全性和可靠性的要求。

而在地铁车辆上，目前已经使用了灵敏度和可靠性更高的电气制动控制系统，但由于地铁车辆的运行速度相对较低，而低速运行条件对制动系统的要求相对不高。因此，其制动控制系统相对而言也比较简单，对相应的制动设备的可靠性、灵敏度及制动效果的要求较低。而对于高速列车来说，这种电气制动系统显然无法满足列车运行对安全性和可靠性的要求。

因此，如何使高速轨道交通车辆的制动控制装置有效且可靠地制动，提高高速轨道交通车辆运行的安全性和可靠性就成为亟待解决的问题。

发明内容

基于上述现有技术的缺陷，本发明的发明目的在于提供一种用于高速轨道交通车辆的电子控制系统及其控制方法，其能够统一管理各车辆的制动设备，精确分配各车辆的制动力，防滑控制及时高效，实现了自动化的制动试验，能够有效地诊断各车辆的制动设备状态。

为了实现上述的发明目的，本发明采用如下的技术方案。

一种用于高速轨道交通车辆的电子控制系统，所述电子控制系统为分级式电子控制系统，所述电子控制系统至少包括：整车电子制动控制单元，其进行控制整个列车的制动并至少进行制动力分配；分段电子制动控制单元，其收集预设的网段内的各车辆的信息并发送至所述整车电子制动控制单元，从所述整车电子制动控制单元接收控制信息且分发到所述预设的网段内各车辆；以及本地电子制动控制单元，其收集预设的单个车辆的信息并发送至所述分段电子制动控制单元，从所述分段电子制动控制单元接收控制信息并发送至所述预设的单个车辆来对单个车辆实现精确的制动控制。实现这种分级式电子控制系统就能够实现统一管理各车辆的制动设备并精确分别配各车辆的制动力。

进一步地，所述整车电子制动控制单元、分段电子制动控制单元和所述本地电子制动控制单元均至少包括通过总线而彼此之间相互通讯的主控板卡模块、扩展板卡模块以及通讯板卡模块，其中，所述主控板卡模块包括一种或多种主控板卡，所述主控板卡在不同的控制单元中实现不同的控制功能，所述扩展板卡模块包括多种扩展板卡，每一种所述扩展板卡的数量为一个或多个，所述扩展板卡为对所述主控板卡的控制功能的扩展，所述通讯板卡模块包括多种通讯板卡，所述通讯板卡用于使其所在的电子制动控制单元中的各部件之间进行通讯和/或使该电子制动控制单元与外部进行通讯。

更进一步地，所述主控板卡至少包括制动管理主控板卡，所述制动管理主控板卡用于列车的制动试验，包括菜单引导的制动试验、自动制动试验、短制动试验；另外所述制动管理主控板卡还用于本地空压机控制、辅助空压机控制、撒砂控制、制动力级别计算。

所述主控板卡还可以包括防滑控制板卡，所述防滑控制板卡用于各轴的速度检测、空气防滑控制、电制动防滑请求与切除、停放制动状态监测、检测制动缸压力。

所述主控板卡还可以包括电空制动控制板卡，所述电空制动控制板卡用于预设的车辆的电空制动控制，主要检测该预设的车辆的车重，计算该预设的车辆的可用空气制动力，并发送至所述通讯板卡；同时，从通讯板卡接收列车制动力分配结果，控制该预设的车辆的制动缸压力。

此外，所述通讯板卡至少包括：MVB网络通讯板卡、即多功能车辆总线通讯板卡，其将所述电子控制系统连接入列车的MVB网络，与其它车辆的用于制动控制的电子控制系统、列车的中央控制单元、列车的牵引控制单元进行通讯；以及CAN总线通讯板卡，其包括外部接口板卡和背板卡，其中所述外部接口板卡是外部部件与本电子控制系统进行CAN通讯的接口；本电子控制系统内所有板卡都安装在所述背板卡上，通过所述背板卡的CAN总线互相通讯。