有轨电车制动系统方案设计(10)

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实际动力制动力由牵引控制单元以PWM信号形式反馈给BECU。

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BECU计算制动力指令和实际动力制动力之间的差，根据该差值施加相应的空气制动力。

(3)常用制动时空气制动的切换

如果动力制动关闭，则根据制动指令切换成空气制动，切换过程应满足总制动力需求。

4.2.2紧急制动

紧急制动是在车辆遇到紧急情况或发生其它意外情况时，为使车辆尽快停车而实施的制动。只采用空气制动，停车前不可缓解。

在下列情况下产生紧急制动： （1）司机将制动手柄移至紧急位； （2）按紧急开关，或意外脱弓； （3）总风压力过低；

（4）紧急制动电路中失电或失去动力。

4.3 功能设计

4.3.1根据载荷变化调整制动力

常用制动时，安装在空气弹簧管路中的压力传感器检测载荷信号，以模拟量形式传给BECU，BECU根据载荷变化自动调整制动力，同时BECU将载荷信号传给牵引控制单元。紧急制动时，由空重车调整阀调整制动力。 (1)BECU的载荷输入信号

安装在空气弹簧管路中的压力传感器检测载荷信号，压力传感器将4～20mA的模拟量信号传给BECU，对应压力范围为0～10bar。

载荷信号在每个车站停车时检测，当车辆重新启动时即储存下来。

BECU根据载荷进行空气制动的载荷补偿，根据司机控制器的减速指令进行制动计算的车辆总重量为车辆实际重量（由压力传感器测得）加旋转质量之和。

车辆总重乘以要求的减速度即得到所需制动力。

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制动力=制动指令（司机控制器）×（车辆总重+车辆旋转质量） 出现载荷传感器信号故障，就用载荷AW2代替。 (2)牵引控制单元的载荷输入信号

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牵引控制单元的载荷输入信号在BECU计算，不包括旋转质量,牵引控制单元只需要该载荷信号。

该信号为PWM信号，电压DC22±3V，频率500±10Hz，占空比0-10t=10%，50t=80%。 如果传给牵引控制单元的载荷信号中断，则取AW2载荷。

4.3.2冲动限制功能

常用制动时进行制动力的防冲动限制，控制减速度变化率不超过0.75m/s3。

4.3.3复合制动控制

(1)动力制动的制动指令

动力制动的制动指令由BECU计算并传给牵引控制单元。

采用PWM信号，电压DC22±3V，频率500±10Hz，占空比0kN=10%PWM，50kN=80%PWM。

BECU输出信号由牵引控制单元提供DC22±3V的电压。 载荷补偿根据总重量进行，对应的动力制动力需求为： 动力制动力=制动指令×（车辆总重+旋转质量）

当紧急制动线开路或动力制动故障，动力制动反馈信号代表的制动力为0。 此时，动力制动由空气制动取代。 (2) 动力制动反馈值

动力制动PWM反馈信号代表动力制动所能提供的制动力大小，由牵引控制单元传给BECU。

采用PWM信号，电压DC22±3V，频率500±10Hz，占空比0kN=10%PWM，50kN=80%PWM。

(3)再生制动和空气制动平稳转换

在再生制动与空气制动的转换过程中，保持总制动力和减速度与制动指令相吻

西南交通大学本科毕业设计（论文） 合，实现二者的平稳转换。

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4.3.4制动缸压力初跃升

为了与再生制动协调配合、减小制动空走时间，设有制动缸压力初跃升功能，即只要一产生常用制动指令，制动缸都跃升并维持一个初始压力，刚好克服制动缸的缓解弹簧力，这样空气制动与再生制动配合时，可以改善二者的协调配合性能，同时减小了空气制动力产生的延迟时间，即缩短空走时间。

4.3.5制动缸压力滞后修正

制动缸压力是通过中继阀控制的，由于中继阀本身的特性，在制动转缓解或缓解转制动时，很容易造成同一制动指令下制动缸压力不同，影响控制精度，因此，采用了相应的修正措施，使得制动和缓解过程中，同一制动指令值形成的制动缸压力相同。

4.3.6 通讯功能

BECU可以实现2种通讯方式，RS232 本地通讯，RS485远程通讯。 (1)RS232本地通讯

RS232用于与上位机（PC）进行本地通讯，实现试验检测功能。 (2)RS485远程通讯

RS485用于与车载监控装置（Monitor）进行远程通讯，实现在线网络监控功能。 车载情况下，通过该485串行口按照通讯协议与车载Monitor进行通讯。每200ms，Monitor向BECU请求接收制动系统状态信息或不定时请求BECU存储的故障履历数据。Monitor既可以实时显示制动系统动态信息，又能查询最新出现的4种故障类型及其相邻时刻的制动状态信息。

BECU根据Monitor的周期性状态请求命令，将制动系统状态信息传送至Monitor。这些信息包括：

空气制动故障 BECU主板RAM自检故障 1 再生制动模式指令异常 提供给牵引的变载荷指令异常 电磁阀故障 西南交通大学本科毕业设计（论文）

AS载荷压力传感器故障 2 制动缸压力传感器故障 AC预控压力传感器故障 载荷压力信号故障 3 再生制动反馈指令异常 制动力不足检测 不缓解检测 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 常用制动指令（线）1、2、3状态 紧急制动指令状态 数据清除 空簧压力：50～560kPa 提供给牵引控制单元的变载荷信号：0～102% 再生制动力模式指令：0～102% 再生制动反馈指令：0～102% AC预控压力:0～765kPa BC制动缸压力：0～765kPa 故障记录存储情况：包括几条记录（最多5条） 作用试验 完整试验 常用全制动试验项目 提供给牵引的变载荷指令上限值：0～102% 提供给牵引的变载荷指令下限值：0～102% 再生制动力指令值上限值：0～102% 再生制动力指令值下限值：0～102% AC预控压力设计上限值：0～765kPa AC预控压力设计下限值：0～765kPa BC制动缸压力设计上限值：0～765kPa BC制动缸压力设计下限值：0～765kPa 第41页

BECU在故障发生时刻，将故障时刻前3秒后1秒（50ms间隔）的制动系统状态信息记录下来。故障数据中的任一50ms时刻的制动系统状态信息，如上述所描述。这些信息还包括：故障代码、故障发生时间。在BECU接收Monitor发送的故障履历请求信息后，返回指定的故障信息数据记录。

上位机可以模拟Monitor通过485转接口与BECU的485口进行通讯，完成上述功能。

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4.3.7 监控和故障评估

监控功能由BECU内部的每块电路板及外围部件如电磁阀、压力传感器、紧急制动阀和压力开关等完成。故障信息能够显示并与监控设备进行通讯。

主要故障信息如下： 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 代码 EEEE EEFA LOA LOAO EFE PFE FBOD FEOA FEO8 FBOF EPS A2 A0 B2 B0 EET EE7O 8888 99 空气制动故障 紧急阀故障 载荷压力传感器信号异常或ECP板故障 提供给牵引控制的载荷信号异常 充气电磁阀故障或ECP板、MXI板故障 排气电磁阀故障或ECP板、MXI板故障 再生制动指令或MXI板故障 预控压力信号故障或ECP板故障 制动缸压力信号故障或ECP板故障 再生制动反馈信号或MXI板故障 压力开关故障 主板RAM故障 主板ROM故障 通讯板扩展RAM故障 通讯板RAM故障 通讯故障 继电器输出故障 自检状态 正常运行状态（无故障） 代码意义 压力传感器：如果压力传感器的输出电压<4mA或>20mA，则传感器故障。 预控压力信号：制动状态下Cv压力实际值偏移需求值超过±10%。

载荷信号LA：如果传给BECU的载荷信号≤0.7×LA(最小AW0)或≥1.2×LA（最大AW3），则信 …… 此处隐藏：1758字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……