一種防止軌道車(chē)輛因通訊故障造成機(jī)破的控制方法
【專(zhuān)利摘要】一種防止軌道車(chē)輛因通訊故障造成機(jī)破的控制方法，其步驟為：S1：設(shè)定中央控制單元CCU固定時(shí)間周期檢測(cè)柴油機(jī)控制模塊ECM所發(fā)的生命信號(hào)；S2：當(dāng)信號(hào)未刷新時(shí)，則判斷為中央控制單元CCU與柴油機(jī)控制模塊ECM存在通信故障，自動(dòng)轉(zhuǎn)入柴油機(jī)故障調(diào)速模式，或者由司機(jī)通過(guò)開(kāi)關(guān)設(shè)置進(jìn)入柴油機(jī)故障調(diào)速模式；此時(shí)中央控制單元CCU驅(qū)動(dòng)柴油機(jī)故障調(diào)速繼電器動(dòng)作，將故障調(diào)速信號(hào)送給柴油機(jī)控制模塊ECM，由其使柴油機(jī)穩(wěn)定在特定轉(zhuǎn)速值；S3：在柴油機(jī)故障調(diào)速模式下，中間電壓的控制不再通過(guò)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算，而通過(guò)司控器的檔位信號(hào)進(jìn)行判斷，給出中間電壓基準(zhǔn)值。本發(fā)明具有原理簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
-種防止軌道車(chē)輛因通巧故障造成機(jī)破的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明主要設(shè)及到機(jī)車(chē)控制領(lǐng)域，特指一種防止軌道車(chē)輛因通訊故障造成機(jī)破的 控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 機(jī)車(chē)采用微機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)由ccu(中央控制單元）、DCU(傳動(dòng)控制單元）、 GWM(網(wǎng)關(guān)模塊）、IDU(智能顯示器)及ECM(柴油機(jī)控制模塊)組成。如圖1所示，中央控制單元 CCU與ECM間采用CAN通訊，而CCU(中央控制單元）、DCU(傳動(dòng)控制單元）、GWM(網(wǎng)關(guān)模塊）、IDU (智能顯示器）間采用MVB網(wǎng)絡(luò)。CCU負(fù)責(zé)機(jī)車(chē)級(jí)控制，主要功能包括機(jī)車(chē)邏輯控制，機(jī)車(chē)牽 引/審喊特性控制、故障診斷保護(hù)等功能。DCU負(fù)責(zé)傳動(dòng)級(jí)控制，接收來(lái)自CCU的牽引力給定， 同時(shí)采樣中間直流電壓、電機(jī)相電流、電機(jī)轉(zhuǎn)速及IGBT元件的驅(qū)動(dòng)反饋，利用直接力矩控制 技術(shù)控制逆變器模塊的IGBT元件開(kāi)關(guān)狀態(tài)，從而控制逆變器的輸出電壓幅值、相位和頻率， 使?fàn)恳姍C(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與LCS32的給定力矩一致。DCU通過(guò)對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)的特性控制，最終 實(shí)現(xiàn)軌道車(chē)的牽引/制動(dòng)特性控制。IDU的主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)顯示機(jī)車(chē)運(yùn)行信息和設(shè)備的工作狀 態(tài)。G歷控制和管理整個(gè)MVB網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)MVB網(wǎng)絡(luò)的管理、數(shù)據(jù)交換。ECM負(fù)責(zé)柴油機(jī) 的啟停機(jī)、調(diào)速、功率控制、故障保護(hù)。
[0003] 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)有Ξ個(gè)重要控制功能：柴油機(jī)調(diào)速、主發(fā)電機(jī)的功率控制和牽引電 機(jī)力矩的控制。柴油機(jī)調(diào)速的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)CCU判斷檔位信號(hào)，由CAN通訊發(fā)送調(diào)速指令給 ECM，由ECM對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行控制;主發(fā)電機(jī)功率控制是由CC訴良據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算出中間電壓 基準(zhǔn)值，再W此控制數(shù)字輸出板送出PWM波，來(lái)調(diào)節(jié)主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，從而改變主發(fā)電機(jī) 輸出功率。其中柴油機(jī)轉(zhuǎn)速由ECM通過(guò)通訊傳送給CCU;牽引電機(jī)力矩的控制是由CCU采集相 應(yīng)的機(jī)車(chē)狀態(tài)參數(shù)(包括柴油機(jī)轉(zhuǎn)速、機(jī)車(chē)速度等），計(jì)算出力矩給定值，通過(guò)MVB通訊發(fā)送 給DCU，由其實(shí)際控制牽引電動(dòng)機(jī)。當(dāng)相關(guān)部件間出現(xiàn)通訊故障時(shí)，COJ將無(wú)法正常進(jìn)行柴油 機(jī)調(diào)速、主發(fā)電機(jī)的功率控制和牽引電機(jī)力矩控制，從而造成機(jī)車(chē)出現(xiàn)"機(jī)破故障"。"機(jī)破 故障"是指機(jī)車(chē)在出庫(kù)后的運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生機(jī)械或電氣故障而被迫停車(chē)的一種非人為的事 故。
[0004] 由此可知，現(xiàn)有機(jī)車(chē)的微機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)存在W下缺點(diǎn)： (1)當(dāng)CCU與ECM出現(xiàn)通訊故障時(shí)，CCU無(wú)法再正?？刂艵CM對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行調(diào)速，柴油機(jī)僅 維持惰轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速；同時(shí)CCU無(wú)法獲得柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，不能計(jì)算出主發(fā)功率基準(zhǔn)值和牽引力給 定值，造成無(wú)法進(jìn)行主發(fā)電機(jī)的功率控制和牽引電機(jī)力矩控制，因此造成機(jī)車(chē)無(wú)法行車(chē)，發(fā) 生機(jī)破事故。
[0005] (2)當(dāng)CCU與DCU間出現(xiàn)通訊故障時(shí)，CCU無(wú)法將牽引力矩給定值傳遞給DCU，DCU因 此無(wú)法正常進(jìn)行牽引電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的控制，使機(jī)車(chē)不能牽引運(yùn)行，造成機(jī)破事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一 種原理簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)、可靠性好的防止軌道車(chē)輛因通訊故障造成機(jī)破的控制方法。
[0007] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案： 一種防止軌道車(chē)輛因通訊故障造成機(jī)破的控制方法，其步驟為： S1:設(shè)定中央控制單元CCU固定時(shí)間周期檢測(cè)柴油機(jī)控制模塊ECM所發(fā)的生命信號(hào)； S2:當(dāng)信號(hào)未刷新時(shí)，則判斷為中央控制單元CCU與柴油機(jī)控制模塊ECM存在通信故障， 自動(dòng)轉(zhuǎn)入柴油機(jī)故障調(diào)速模式，或者由司機(jī)通過(guò)開(kāi)關(guān)設(shè)置進(jìn)入柴油機(jī)故障調(diào)速模式;此時(shí) 中央控制單元CCU驅(qū)動(dòng)柴油機(jī)故障調(diào)速繼電器動(dòng)作，將故障調(diào)速信號(hào)送給柴油機(jī)控制模塊 ECM，由其使柴油機(jī)穩(wěn)定在特定轉(zhuǎn)速值； S3:在柴油機(jī)故障調(diào)速模式下，中間電壓的控制不再通過(guò)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算，而通過(guò) 司控器的檔位信號(hào)進(jìn)行判斷，給出中間電壓基準(zhǔn)值。
[0008] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：當(dāng)柴油機(jī)進(jìn)行故障調(diào)速時(shí)，此時(shí)軌道車(chē)進(jìn)入柴油機(jī)故 障調(diào)速牽引模式，中央控制單元CCU不再進(jìn)行柴油機(jī)恒功率調(diào)節(jié)，控制負(fù)載在柴油機(jī)部分負(fù) 荷下工作。
[0009] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):在步驟S3中，牽引電機(jī)力矩給定先將由檢測(cè)到的手柄 檔位信號(hào)，代入檔位-功率曲線中，計(jì)算出當(dāng)前的輪周功率給定值化，將其代入輪周牽引特 性曲線；同時(shí)根據(jù)檔位最大牽引力值、機(jī)車(chē)速度，得到輪周牽引力給定值F，再將其轉(zhuǎn)換為力 矩給定值Μη，發(fā)送給傳動(dòng)控制單元DCU。
[0010] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):還包括緊急牽引特性控審臘式:設(shè)置緊急牽引開(kāi)關(guān)，當(dāng) MVB通訊出現(xiàn)故障時(shí)，司機(jī)操作使機(jī)車(chē)進(jìn)入緊急牽引運(yùn)行模式；即傳動(dòng)控制單元DCU不再通 過(guò)MVB接收中央控制單元CCU牽引命令及力矩給定，而是直接通過(guò)硬連線檢測(cè)相關(guān)信號(hào)。
[0011] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述MVB通訊故障在智能顯示器IDU上報(bào)警顯示。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于： 1、本發(fā)明的防止軌道車(chē)輛因通訊故障造成機(jī)破的控制方法，原理簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)、可靠性 好，當(dāng)微機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中各部件間出現(xiàn)通訊故障時(shí)，保證機(jī)車(chē)能夠牽引運(yùn)行，降低機(jī)車(chē)出 現(xiàn)機(jī)破故障的風(fēng)險(xiǎn)。
[OOU] 2、本發(fā)明的防止軌道車(chē)輛因通訊故障造成機(jī)破的控制方法，當(dāng)CCU與ECM的CAN通 訊出現(xiàn)問(wèn)題，造成CCU無(wú)法正常獲得柴油機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速和無(wú)法控制ECM進(jìn)行柴油機(jī)調(diào)速的情況 下，仍能保證基本的主發(fā)電機(jī)功率控制功能。
[0014] 3、本發(fā)明的防止軌道車(chē)輛因通訊故障造成機(jī)破的控制方法，當(dāng)MVB網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)通訊 故障時(shí)，微機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)仍能進(jìn)行牽引電機(jī)力矩的控制，維持行車(chē)避免出現(xiàn)機(jī)破。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1是機(jī)車(chē)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0016] 圖2是本發(fā)明方法的流程示意圖。
[0017] 圖3是本發(fā)明在具體應(yīng)用實(shí)例中故障調(diào)速模式下?tīng)恳亟o定的原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] W下將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0019] 如圖2和圖3所示，本發(fā)明的防止軌道車(chē)輛因通訊故障造成機(jī)破的控制方法，其步 驟為： SI:設(shè)定中央控制單元ecu固定時(shí)間周期檢測(cè)柴油機(jī)控制模塊ECM所發(fā)的生命信號(hào)(如， 低于500ms刷新一次）； S2:當(dāng)信號(hào)未刷新時(shí)，則判斷為中央控制單元ecu與柴油機(jī)控制模塊ECM存在通信故障， 自動(dòng)轉(zhuǎn)入柴油機(jī)故障調(diào)速模式，或者，也可由司機(jī)通過(guò)開(kāi)關(guān)設(shè)置進(jìn)入柴油機(jī)故障調(diào)速模式； 此時(shí)中央控制單元ecu驅(qū)動(dòng)柴油機(jī)故障調(diào)速繼電器動(dòng)作，將故障調(diào)速信號(hào)(邏輯信號(hào))送給 柴油機(jī)控制模塊ECM，由其使柴油機(jī)穩(wěn)定在特定轉(zhuǎn)速值。
[0020] S3:在柴油機(jī)故障調(diào)速模式下，中間電壓的控制不再通過(guò)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算，而 通過(guò)司控器的檔位信號(hào)進(jìn)行判斷，給出中間電壓基準(zhǔn)值。
[0021] 當(dāng)柴油機(jī)進(jìn)行故障調(diào)速時(shí)，此時(shí)軌道車(chē)進(jìn)入柴油機(jī)故障調(diào)速牽引模式，由于此時(shí) 無(wú)法得知柴油機(jī)的負(fù)載反饋系數(shù)，中央控制單元ecu不再進(jìn)行柴油機(jī)恒功率調(diào)節(jié)，控制負(fù)載 在柴油機(jī)部分負(fù)荷下工作。
[0022] 通過(guò)采用上述方式，當(dāng)中央控制單元ecu與柴油機(jī)控制模塊ECM間出現(xiàn)通訊故障 時(shí)，且無(wú)其他調(diào)速方式時(shí)，中央控制單元ecu可自動(dòng)檢測(cè)通訊故障，切換故障調(diào)速控制模式。 此模式下，柴油機(jī)控制模塊ECM控制柴油機(jī)轉(zhuǎn)速固定在特定轉(zhuǎn)速值。而主發(fā)功率控制和牽引 力矩給定則W手柄檔位替代柴油機(jī)轉(zhuǎn)速值作為控制的判斷依據(jù)，保證機(jī)車(chē)基本牽引功能的 實(shí)現(xiàn)。
[0023] 在具體應(yīng)用實(shí)例中，在步驟S3中，牽引電機(jī)力矩給定先將由檢測(cè)到的手柄檔位信 號(hào)，代入檔位-功率曲線中，計(jì)算出當(dāng)前的輪周功率給定值化，將其代入輪周牽引特性曲線； 同時(shí)根據(jù)檔位最大牽引力值、機(jī)車(chē)速度，得到輪周牽引力給定值F，再將其轉(zhuǎn)換為力矩給定 值Μη，發(fā)送給傳動(dòng)控制單元DCU。
[0024] 作為較佳的實(shí)施例，本發(fā)明進(jìn)一步包括緊急（硬連線)牽引特性控制模式，即設(shè)置 緊急牽引開(kāi)關(guān)，當(dāng)MVB通訊出現(xiàn)故障（故障將在智能顯示器IDU上報(bào)警顯示）時(shí)，司機(jī)可操作 其使機(jī)車(chē)進(jìn)入緊急牽引運(yùn)行模式。如果表1條件滿足，傳動(dòng)控制單元DCU不再通過(guò)MVB接收中 央控制單元ecu牽引命令及力矩給定，而是直接通過(guò)硬連線檢測(cè)相關(guān)信號(hào)。當(dāng)滿足表1條件 時(shí)，可通過(guò)手柄檔位信號(hào)進(jìn)行控制，每檔位固定牽引電機(jī)力矩給定值。
[0025] 表1緊急(硬連線)牽引控制邏輯條件_^^
也就是說(shuō)，當(dāng)MVB通訊出現(xiàn)故障時(shí)(如僅傳動(dòng)控制單元DCU與中央控制單元ecu之間無(wú)法 正常通訊，則故障將由中央控制單元ecu自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并在智能顯示器IDU上報(bào)警顯示;如整個(gè) MVB網(wǎng)絡(luò)故障，則智能顯示器IDU自行報(bào)警顯示），機(jī)車(chē)可由司機(jī)操作進(jìn)入緊急牽引運(yùn)行模 式。傳動(dòng)控制單元DCU不再通過(guò)接收中央控制單元ecu牽引命令及力矩給定，可直接通過(guò)硬 連線檢測(cè)相應(yīng)電器信號(hào)來(lái)進(jìn)行控制。
[0026] W上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例， 凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù) 范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種防止軌道車(chē)輛因通訊故障造成機(jī)破的控制方法，其特征在于，步驟為： S1:設(shè)定中央控制單元CCU固定時(shí)間周期檢測(cè)柴油機(jī)控制模塊ECM所發(fā)的生命信號(hào)； S2:當(dāng)信號(hào)未刷新時(shí)，則判斷為中央控制單元CCU與柴油機(jī)控制模塊ECM存在通信故障， 自動(dòng)轉(zhuǎn)入柴油機(jī)故障調(diào)速模式，或者由司機(jī)通過(guò)開(kāi)關(guān)設(shè)置進(jìn)入柴油機(jī)故障調(diào)速模式;此時(shí) 中央控制單元CCU驅(qū)動(dòng)柴油機(jī)故障調(diào)速繼電器動(dòng)作，將故障調(diào)速信號(hào)送給柴油機(jī)控制模塊 ECM，由其使柴油機(jī)穩(wěn)定在特定轉(zhuǎn)速值； S3:在柴油機(jī)故障調(diào)速模式下，中間電壓的控制不再通過(guò)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算，而通過(guò) 司控器的檔位信號(hào)進(jìn)行判斷，給出中間電壓基準(zhǔn)值。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止軌道車(chē)輛因通訊故障造成機(jī)破的控制方法，其特征在于， 當(dāng)柴油機(jī)進(jìn)行故障調(diào)速時(shí)，此時(shí)軌道車(chē)進(jìn)入柴油機(jī)故障調(diào)速牽引模式，中央控制單元CCU不 再進(jìn)行柴油機(jī)恒功率調(diào)節(jié)，控制負(fù)載在柴油機(jī)部分負(fù)荷下工作。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止軌道車(chē)輛因通訊故障造成機(jī)破的控制方法，其特征在于， 在步驟S3中，牽引電機(jī)力矩給定先將由檢測(cè)到的手柄檔位信號(hào)，代入檔位-功率曲線中，計(jì) 算出當(dāng)前的輪周功率給定值Pe，將其代入輪周牽引特性曲線；同時(shí)根據(jù)檔位最大牽引力值、 機(jī)車(chē)速度，得到輪周牽引力給定值F，再將其轉(zhuǎn)換為力矩給定值Μη，發(fā)送給傳動(dòng)控制單元 DCU〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的防止軌道車(chē)輛因通訊故障造成機(jī)破的控制方法，其特 征在于，還包括緊急牽引特性控制模式:設(shè)置緊急牽引開(kāi)關(guān)，當(dāng)MVB通訊出現(xiàn)故障時(shí)，司機(jī)操 作使機(jī)車(chē)進(jìn)入緊急牽引運(yùn)行模式；即傳動(dòng)控制單元DCU不再通過(guò)MVB接收中央控制單元CCU 牽引命令及力矩給定，而是直接通過(guò)硬連線檢測(cè)相關(guān)信號(hào)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的防止軌道車(chē)輛因通訊故障造成機(jī)破的控制方法，其特征在于， 所述MVB通訊故障在智能顯示器IDU上報(bào)警顯示。
【文檔編號(hào)】B61L15/00GK105966422SQ201610366446
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月30日
【發(fā)明人】李瑋斌, 張東方, 肖功彬, 班立權(quán), 楊格, 鮑睿
【申請(qǐng)人】株洲中車(chē)時(shí)代電氣股份有限公司