一种紧急制动方法及制动控制系统与流程

本技术涉及车辆制动领域，特别是涉及一种紧急制动方法及制动控制系统。

背景技术：

1、轨道交通车辆的制动系统是保障列车运行安全的核心系统之一，其中紧急制动功能作为最高安全完整性等级（sil4级）的安全功能，其可靠性直接决定了列车在紧急状况下能否安全、可靠地停车。随着轨道交通车辆运行速度的不断提高和运行环境的日益复杂，对紧急制动功能的可靠性和安全冗余设计提出了更高的要求。

2、现有技术中，轨道车辆制动系统的紧急制动控制通常采用单个控制芯片实现紧急制动控制方案。具体而言，紧急制动硬线指令的采集和紧急制动压力的闭环调压控制均由同一控制芯片完成，且紧急制动硬线指令通常采用单路采集电路。然而，该方案存在以下问题：由于紧急制动硬线指令采用单路采集电路，当采集电路失效时，无法通过冗余采集电路确认紧急制动指令，可能导致紧急制动功能失效，难以满足sil4级安全完整性等级的要求。

3、目前针对相关技术中紧急制动硬线指令采用单路采集、紧急制动功能可靠性不足、缺乏安全冗余设计等技术问题，尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种紧急制动方法及制动控制系统，以至少解决相关技术中紧急制动硬线指令采用单路采集、紧急制动功能可靠性不足、缺乏安全冗余设计等技术问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种紧急制动方法，应用于制动控制单元，所述制动控制单元包括第一控制芯片和第二控制芯片，所述控制方法包括：

3、第二控制芯片接收第一控制芯片传输的报文及生命信号，当所述报文校验合格且生命信号正常，所述第一控制芯片采集第一紧急制动信号，所述第二控制芯片采集第二紧急制动信号；

4、判断所述第一控制芯片是否采集到有效紧急制动触发信号，且所述第二控制芯片是否同步采集到有效紧急制动触发信号；

5、当所述第一控制芯片与所述第二控制芯片中至少一个未采集到有效紧急制动触发信号，则维持紧急控制支路中紧急充气电磁阀与紧急排气电磁阀正常供电；

6、当所述第一控制芯片与所述第二控制芯片均采集到有效紧急制动触发信号时，所述第一控制芯片计算紧急制动的压力目标值，同时所述第二控制芯片采集有效压力传感器的实测压力；

7、判断所述实测压力是否小于所述压力目标值，若所述实测压力小于所述压力目标值，则所述第二控制芯片控制切断所述紧急充气电磁阀与所述紧急排气电磁阀的供电电源，使所述紧急控制支路进入强制充气状态；若所述实测压力不小于所述压力目标值，则所述第一控制芯片执行紧急制动调压控制。

8、在其中一些实施例中，所述制动方法还包括：

9、当制动控制单元设置有两个及以上时，所述制动控制单元通过列车级网络向全列其它制动控制单元发送本制动控制单元的紧急制动施加状态信息；

10、当所述目标制动控制单元接收到全列任意一个其它制动控制单元已施加紧急制动的状态信息，且所述目标制动控制单元未采集到有效紧急制动触发信号时，所述目标制动控制单元中的第一控制芯片通过常用控制支路施加制动力；

11、其中，所述紧急制动施加状态信息的判断条件为：所述第一控制芯片和所述第二控制芯片均采集到有效紧急制动触发信号，并且传感器的实测压力大于设定压力值。

12、在其中一些实施例中，所述第一控制芯片执行紧急制动调压控制，包括：

13、所述第一控制芯片判断紧急预控压力传感器、所述紧急充气电磁阀和所述紧急排气电磁阀是否均无故障；

14、若均无故障，则所述第一控制芯片基于所述压力目标值与所述紧急预控压力传感器采集的压力值的偏差，调节所述紧急控制支路输出的压力值调节至所述压力目标值；

15、若所述紧急预控压力传感器、所述紧急充气电磁阀和所述紧急排气电磁阀中任一项出现故障，则所述第一控制芯片判断总预控压力传感器、所述紧急充气电磁阀和所述紧急排气电磁阀是否均无故障；

16、当所述总预控压力传感器、所述紧急充气电磁阀和所述紧急排气电磁阀均无故障，则所述第一控制芯片根据所述压力目标值与所述总预控压力传感器采集的压力值的偏差，调节所述总预控支路输出的压力值调节至所述压力目标值；

17、当所述总预控压力传感器、所述紧急充气电磁阀和所述紧急排气电磁阀中任一项出现故障，则所述第一控制芯片控制所述紧急充气电磁阀和所述紧急排气电磁阀执行充气，使所述紧急控制支路输出充气状态，施加紧急制动力。

18、在其中一些实施例中，基于所述压力目标值与所述紧急预控压力传感器采集的压力值的偏差，调节所述紧急控制支路输出的压力值调节至所述压力目标值，包括：

19、所述第一控制芯片比较所述压力目标值与所述紧急预控压力传感器采集的压力值；

20、当所述紧急预控压力传感器采集的压力值小于所述压力目标值时，所述第一控制芯片控制所述紧急充气电磁阀得电或失电，使所述紧急控制支路充气，直至所述紧急预控压力传感器采集的压力值与所述压力目标值的偏差在预设范围内；

21、当所述紧急预控压力传感器采集的压力值大于所述压力目标值时，所述第一控制芯片控制所述紧急排气电磁阀得电或失电，使所述紧急控制支路排气，直至所述紧急预控压力传感器采集的压力值与所述压力目标值的偏差在预设范围内。

22、在其中一些实施例中，根据所述压力目标值与所述总预控压力传感器采集的压力值的偏差，调节所述总预控支路输出的压力值调节至所述压力目标值，包括：

23、所述第一控制芯片比较所述压力目标值与所述总预控压力传感器采集的压力值；

24、当所述总预控压力传感器采集的压力值小于所述压力目标值时，所述第一控制芯片控制所述紧急充气电磁阀得电或失电，使所述总预控支路充气，直至所述总预控压力传感器采集的压力值与所述压力目标值的偏差在预设范围内；

25、当所述总预控压力传感器采集的压力值大于所述压力目标值时，所述第一控制芯片控制所述紧急排气电磁阀得电或失电，使所述总预控支路排气，直至所述总预控压力传感器采集的压力值与所述压力目标值的偏差在预设范围内。

26、在其中一些实施例中，所述第一控制芯片基于当前转向架载荷计算压力目标值，包括：

27、根据当前转向架载荷计算本转向架所需的目标制动力；

28、基于所述目标制动力和基础制动压力转换系数计算基础制动压力；

29、基于所述基础制动压力和闸瓦间隙压力转换系数计算得到所述压力目标值。

30、在其中一些实施例中，所述第二控制芯片采集有效压力传感器的实测压力，包括：

31、所述第二控制芯片判断总预控压力传感器是否正常；

32、若所述总预控压力传感器正常，则采集所述总预控压力传感器的总预控压力作为所述实测压力；

33、若所述总预控压力传感器不正常，则判断紧急预控压力传感器是否正常，若所述紧急预控压力传感器正常，则采集所述紧急预控压力传感器的紧急预控压力作为所述实测压力。

34、在其中一些实施例中，所述第一控制芯片与所述第二控制芯片均采集到有效紧急制动触发信号，包括：

35、所述第一控制芯片通过其采集电路中的第一采集电路和第二采集电路分别采集所述第一紧急制动信号；

36、当所述第一采集电路和所述第二采集电路中任意一路采集结果为低电平，则判定所述第一控制芯片采集到有效紧急制动触发信号；

37、所述第二控制芯片通过其检测电路中的第一检测电路和第二检测电路分别采集所述第二紧急制动信号；

38、当所述第一检测电路和所述第二检测电路中任意一路采集结果为低电平，则判定所述第二控制芯片采集到有效紧急制动触发信号。

39、第二方面，本技术实施例还提供了一种制动控制系统，用于执行上述第一方面任一项所述的制动方法，所述制动控制系统包括至少一个制动控制单元；

40、每个所述制动控制单元均包括气路控制模块和控制电路模块，所述控制电路模块与所述气路控制模块通过电气信号连接；

41、所述气路控制模块包括紧急控制支路、常用控制支路及总预控支路；

42、所述紧急控制支路用于在紧急制动工况下输出紧急预控压力，所述紧急控制支路配置有紧急预控压力传感器；

43、所述常用控制支路用于在常用制动工况下输出常用预控压力，所述常用控制支路配置有常用压力传感器；

44、所述总预控支路包括用于切换所述紧急控制支路与所述常用控制支路的紧急电磁阀和总预控压力传感器；

45、所述控制电路模块包括第一控制芯片和第二控制芯片，所述第一控制芯片与所述第二控制芯片通讯连接；

46、所述第一控制芯片连接有采集电路，所述采集电路用于采集所述紧急预控压力传感器输出的第一紧急预控压力信号、所述常用预控压力传感器输出的常用预控压力信号、以及所述总预控压力传感器输出的第一总预控压力信号；

47、所述第二控制芯片连接有检测电路，所述检测电路用于采集所述紧急预控压力传感器输出的第二紧急预控压力信号、以及所述总预控压力传感器输出的第二总预控压力信号。

48、在其中一些实施例中，所述采集电路包括第一采集电路和第二采集电路，所述第一采集电路和所述第二采集电路通过不同引脚与所述第一控制芯片连接；

49、所述第二控制芯片中的检测电路包括第一检测电路和第二检测电路，所述第一检测电路和所述第二检测电路通过不同引脚与所述第二控制芯片连接。

50、相比于相关技术，本技术实施例提供的紧急制动方法，通过第一控制芯片承担紧急制动主调压控制，第二控制芯片独立并行完成紧急制动信号采集、压力监控以及硬件断电兜底保护，对紧急制动触发信号采用双芯片同步校验，仅当双芯片均识别有效制动指令时才进入紧急制动调压流程，在主控制调压输出压力不足时由第二控制芯片直接切断电磁阀供电实现硬件强制充气保护，解决了现有技术中单芯片架构主控与安全监控耦合、制动指令采集可靠性差，主控调压失效时缺少独立硬件兜底保护，容易出现紧急制动漏触发、制动力输出不足的技术问题，实现了紧急制动指令的双重校验，分离主调压功能与安全监控兜底功能，在软件调压失效工况下可独立触发硬件级故障导向安全保护，提升紧急制动控制的冗余能力与运行安全性，满足高安全等级轨道交通制动系统的使用需求。

51、本技术的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本技术的其他特征、目的和优点更加简明易懂。