轨道车辆bp救援转换装置、救援系统及轨道车辆
技术领域
1.本技术涉及制动控制技术领域，特别是涉及一种轨道车辆bp救援转换装置、轨道车辆救援系统及轨道车辆。


背景技术：

2.动车组安装bp救援转换装置，实现列车的被救援/回送以及救援功能。bp 救援转换装置是实现回送以及动车组相互救援的主要装置，是将列车管压力转化为对应制动即为或将制动级位转化为对应的列车管压力的制动设备。举例而言，在救援过程中，bp救援转换装置的功能是接收本列车的电气制动指令，然后控制气动单元动作，输出相应的列车管压力，并将该列车管压力传递至被救援列车中。被救援列车根据该列车管压力控制本车制动的实施。救援列车根据本列车的电气制动指令输出相应的列车管压力，被救援列车根据列车管的压力转换为相应的电制动指令，控制被救援列车的制动。该过程可以简单理解为“电转气，气转电”。
3.现有bp救援转换装置制动控制系统主要可以分为：板式气路控制系统和集中式电子制动控制系统两种。其中，现有的板式气路控制系统将电转气气转电集成在一块气路板上，存在着电控系统集成度过高、功能完整性不足、对用户新的要求升级困难等问题。而现有的集中式电子制动控制系统没有采用模块架构，采用单一32bit单片微处理器，电控系统集成度过高，存在着体积偏大、可靠性偏低，故障率高，针对用户新的要求升级困难等问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种轨道车辆bp救援转换装置、轨道车辆救援系统及轨道车辆，通过采用分布式架构、模块化设计，实现简化系统结构，增强系统的可靠性的目的。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种轨道车辆bp救援转换装置，包括气动控制单元及模块化设计的电子控制单元，所述电子控制单元包括：
6.电源板，设置有电源接口；
7.网络板，所述网络板上设置有网络接口；
8.数字量接口板，连接所述电源板，所述数字量接口板上设置有数字量接口；
9.模拟量控制板，连接所述电源板，所述模拟量控制板上设置有模拟量接口；
10.背板，所述数字量接口板、模拟量控制板及网络板通过所述背板的can总线(controller area network，简称can)通信连接。
11.基于上述结构，本技术实施例的电子控制单元采用模块化结构设计，将电子控制单元各模块通过can总线通信连接，模块互换性好，维修方便，维护成本低；本技术实施例的电子控制单元接口丰富、配置方便，可适用于不同车型，应用范围广。
12.在其中一些实施例中，所述网络板还设置有一人机交互模块，通信连接所述数字量接口板及模拟量接口板。具体的，所述人机交互模块包括故障查看面板及功能切换面板。
13.基于上述结构，本技术实施例可直接获取列车管压力及制动指令线状态，简化控
制原理，提高系统可靠性。
14.在其中一些实施例中，所述网络板包括通信连接的rs485通信模块及内 can网关模块。
15.在其中一些实施例中，所述电子控制单元集成于一标准机箱。
16.基于上述结构，本技术实施例的所述电源板、数字量接口板、模拟量控制板及网络板均列于所述机箱，直观清楚，操作简易。
17.在其中一些实施例中，所述数字量接口板还设置有一数字量接口板继电器输出模块，电性连接至少一所述bp救援转换装置的电磁阀。
18.在其中一些实施例中，所述气动控制单元为列车管压力控制ep阀。
19.在其中一些实施例中，所述列车管压力控制ep阀包括：
20.气路板，管路连接一列车管；
21.列车管压力传感器，设置于所述气路板并通信连接所述模拟量控制板；
22.列车管充气电磁阀，设置于所述气路板并通信连接所述模拟量控制板；
23.列车管排气电磁阀，设置于所述气路板并通信连接所述模拟量控制板。
24.基于上述结构，通过所述列车管压力控制ep阀准确且稳定地控制列车管压力，保证压力目标值控制在设定值
±
15kpa范围内，解决了由于原有设定值
±
20kpa时列车管压力不稳定造成的制动级别跳变现象。本技术实施例还可利用 can总线发布控制指令，采集压力传感器信息，控制电磁阀充、排气，以闭环控制的方式控制列车管压力。
25.另外，基于上述结构，所述列车管压力控制ep阀也可将列车管压力传感器、列车管充气电磁阀、列车管排气电磁阀的故障自检结果和状态信息反馈至所述电子控制单元，以便于及时反馈至轨道车辆的tcms系统(train control andmanagement system，英文简称tcms，列车控制和管理系统)。
26.在其中一些实施例中，所述列车管充气电磁阀、列车管排气电磁阀硬线连接所述模拟量控制板。
27.第二方面，本技术实施例提供了一种轨道车辆救援系统，包括：
28.救援车和被救援车，所述救援车和被救援车均配置有如上第一方面所述的轨道车辆bp救援转换装置；
29.其中，所述救援车的bp救援转换装置电性连接所述救援车的司控器，所述被救援车的bp救援转换装置电性连接所述救援车bp救援转换装置。
30.基于上述结构，本技术实施例的轨道车辆救援系统利用救援车司控器发送救援控制指令，其中，所述救援控制指令包括列车线状态信号；救援车bp救援转换装置接收所述救援控制指令并输出列车管压力值；被救援车bp救援转换装置读取所述列车管压力值并输出对应所述列车管压力值的制动级别进行制动。
31.第三方面，本技术实施例提供了一种轨道车辆，包括：如上第一方面所述的轨道车辆bp救援转换装置。
32.相比于相关技术，本技术实施例提供的轨道车辆bp救援转换装置、救援系统及轨道车辆，该轨道车辆bp救援转换装置的电子控制单元采用模块化设计，具有维护方便、成本低等优点，维护方便并且接口丰富，配置方便，适用于不同车型；利用人机交互模块，可以直接通过bp救援转换装置控制单元面板进行故障查看以及bp实时压力、制动级位。
33.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。
附图说明
34.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
35.图1是根据本技术实施例的轨道车辆bp救援转换装置的结构框图；
36.图2是根据本技术实施例的轨道车辆bp救援转换装置的电子控制单元的外形示意图；
37.图3是根据本技术实施例的轨道车辆bp救援转换装置的电子控制单元的原理示意图；
38.图4是根据本技术实施例的轨道车辆bp救援转换装置的电子控制单元的控制原理图；
39.图5是根据本技术实施例的轨道车辆救援系统的原理示意图。
40.附图标记说明：
41.1、气动控制单元；
42.2、电子控制单元；
43.11、气路板；
44.12、列车管压力传感器；
45.13、列车管充气电磁阀；
46.14、列车管排气电磁阀；
47.21、电源板；
48.22、网络板；
49.23、数字量接口板；
50.24、模拟量控制板；
51.25、背板；
52.26、人机交互模块；
53.27、数字量接口板继电器输出模块。
具体实施方式
54.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。基于本技术提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
55.显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本技术应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本技术揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应
当理解为本技术公开的内容不充分。
56.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本技术所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
57.除非另作定义，本技术所涉及的技术术语或者科学术语应当为本技术所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本技术所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本技术所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本技术所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本技术所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
58.本技术实施例的目的在于，针对现有电子制动控制系统存在的集成度过高、维修困难、故障率偏高、体积偏大等问题，提供一种能够满足bp救援转换装置使用要求的、体积小、可靠率高的分布式的电子控制架构。
59.本实用新型涉及轨道交通车辆领域，具体涉及一种轨道车辆bp救援转换装置。该系统采用分布式架构，模块化设计，有利于简化系统结构，增强系统的可靠性。
60.图1是根据本技术实施例的轨道车辆bp救援转换装置的结构框图，图2是根据本技术实施例的轨道车辆bp救援转换装置的电子控制单元的外形示意图，图3是根据本技术实施例的轨道车辆bp救援转换装置的电子控制单元的原理示意图，参考图1
‑
3所示，本技术实施例的轨道车辆bp救援转换装置，包括气动控制单元1及模块化设计的电子控制单元2，电子控制单元2集成于一3u标准机箱，直观清楚，操作简易。其中，气动控制单元1具体为列车管压力控制ep 阀，电子控制单元2包括：
61.电源板21，设置有电源接口；
62.网络板22，网络板22上设置有网络接口，可选的，网络板22包括通信连接的rs485通信模块及内can网关模块。
63.数字量接口板23，连接电源板21，数字量接口板23上设置有数字量接口；以通过数字量接口传输数字量信号，数字量信号包括制动指令、制动安全环路状态信息及其他数字量信号，其中，该制动指令可以为救援列车列车线传递的制动指令。进一步的，数字量接口板23设置有一数字量接口板继电器输出模块 27，电性连接至少一bp救援转换装置的电磁阀，以输出电磁阀控制信号。电磁阀为中继阀、紧急阀或其他电磁阀，以控制其他电磁阀，如图3所示，数字量接口板23采集数字量信号，通过数字量接口板继电器输出模块27输出该电磁阀控制信号。
64.模拟量控制板24，连接电源板21，模拟量控制板24上设置有模拟量接口，数字量接口板23及模拟量控制板24基于网络板22通信连接；如图3所示，模拟量控制板24采集模拟量信号，通过模拟量接口传输模拟量信号并根据数字量信号、模拟量信号进行控制计算生成控制信号，模拟量信号包括列车管压力值；
65.背板25，数字量接口板23、模拟量控制板24及网络板22通过背板25的 can总线通信连接。
66.其中，网络板22设置有一人机交互模块26，通信连接数字量接口板23及模拟量接口板，以获取用户请求查询本技术系统的故障数据信息、实时压力值、制动级别。具体的，人机交互模块26包括故障查看面板及功能切换面板。基于该人机交互模块26，本技术实施例可直接获取列车管压力及制动指令线状态，简化控制原理，提高系统可靠性。
67.基于上述结构，本技术实施例的电子控制单元2采用模块化结构设计，将电子控制单元2各模块通过can总线通信连接，模块互换性好，维修方便，维护成本低；本技术实施例的电子控制单元2接口丰富、配置方便，可适用于不同车型，应用范围广。
68.列车管压力控制ep阀包括：气路板11，管路连接一列车管；列车管压力传感器12，设置于气路板11并通信连接模拟量控制板24，以便于模拟量控制板 24采集列车管压力传感器12的压力值；列车管充气电磁阀13，设置于气路板 11并通信连接模拟量控制板24；列车管排气电磁阀14，设置于气路板11并通信连接模拟量控制板24。列车管充气电磁阀13及列车管排气电磁阀14接收模拟量控制板24的控制信号。具体的，列车管充气电磁阀13、列车管排气电磁阀 14硬线连接模拟量控制板24。
69.基于上述结构，通过列车管压力控制ep阀准确且稳定地控制列车管压力，保证压力目标值控制在设定值
±
15kpa范围内，解决了由于原有设定值
±
20kpa 时列车管压力不稳定造成的制动级别跳变现象。本技术实施例还可利用can总线发布控制指令，采集压力传感器信息，控制电磁阀充、排气，以闭环控制的方式控制列车管压力。
70.另外，基于上述结构，列车管压力控制ep阀也可将列车管压力传感器12、列车管充气电磁阀13、列车管排气电磁阀14的故障自检结果和状态信息反馈至电子控制单元2，以便于及时反馈至轨道车辆的tcms系统。
71.图4是根据本技术实施例的轨道车辆bp救援转换装置的电子控制单元的控制原理图，参考图4所示，基于本实施例的轨道车辆bp救援转换装置的列车救援其他列车的情况下，由救援车的司控器发送制动指令通过制动列车线直接传递给电子控制单元2，其中制动指令包括各列车线的状态信号，救援车的bp救援转换装置接收制动指令并控制列车管输出对应的压力，具体的，电子控制单元2采集司控器的制动指令，采集bp救援转换装置内部、外部的数字量信号，包括制动安全环路状态信息，还采集模拟量信号，通过数学计算和逻辑运算，得到列车管目标压力，并经硬线发送至列车管压力控制ep阀并以继电器输出形式实现对相关电磁阀和tcms信号的控制。被救援车的bp救援转换装置读取列车管输出的压力并输出对应压力的制动级别，实现制动。具体的，列车管压力控制ep阀通过外部制动列车线接收制动指令，压力传感器将采集的压力值传递至电子控制单元2，电子控制单元2基于预设控制算法计算出制动控制信号，以闭环方式实现对空气介质的压力控制。
72.基于如上实施例所述的轨道车辆bp救援转换装置，本技术实施例还提供了一种轨道车辆救援系统，图5根据本技术实施例的轨道车辆救援系统的原理示意图，参考图5所示，
该系统包括：
73.救援车和被救援车，所述救援车和被救援车均配置有如上述实施例所述的轨道车辆bp救援转换装置；
74.其中，所述救援车的bp救援转换装置电性连接所述救援车的司控器，所述被救援车的bp救援转换装置电性连接所述救援车bp救援转换装置。
75.基于上述结构，如图5所示，救援车与被救援车各有一台bp救援转换装置，在进行救援时，本技术实施例的轨道车辆救援系统利用救援车司控器经救援车制动指令线发送救援控制指令，其中，救援控制指令包括列车线状态信号；救援车bp救援转换装置接收救援控制指令并根据该救援控制指令输出列车管压力值并发送至被救援车bp救援转换装置；被救援车bp救援转换装置读取该列车管压力值并输出对应列车管压力值的制动级别进行制动。
76.另外，本技术实施例还提供了一种轨道车辆，该轨道车辆包括：如上实施例所述的轨道车辆bp救援转换装置。
77.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
78.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。