用于動力分散式車輛中的制動系統控制的系統和方法
【專利說明】用于動力分散式車輛中的制動系統控制的系統和方法
[0001 ]本申請為2009年7月30日提交的專利申請“用于動力分散式車輛中的制動系統控制的系統和方法”(申請號:200910159245.8，申請人:通用電氣公司)的分案申請。
技術領域
[0002]本發明的主題涉及車輛，更具體地說，涉及動力分散式(distributed power)車輛中的制動系統應用或控制。
【背景技術】
[0003]在動力分散式車輛系統中，兩個或多個動力車輛聯接在一起，并被協同控制，以拉動或以其它方式移動一個或多個非動力負載車輛。例如，在基于動力分散式列車的情況下，典型地具有后面跟有許多用于運輸貨物、旅客等的負載軌道車的前導機車，并具有一個或多個分布在整個列車中遠程機車。在運轉過程中，當在前導機車中確立了節流閥調定時(例如由列車操作員選擇所需的檔位水平(notch level))，前導機車中的動力分散式控制系統給遠程機車發送命令，用于遠程機車的推進系統的補充控制。類似地，當在前導機車中應用制動應用時(例如應用動態制動或空氣制動)，將命令發送給各個遠程機車，用于類似地應用其相應的制動系統。
[0004]某些車輛系統利用被稱為“懲罰制動”的功能或應用。這里，當發生指定的刺激情形時或基于車輛的某些工作狀態(例如車輛超過指定的速度極限)，將啟動命令以自動地導致車輛的制動系統接合到指定的程度。也就是說，基于某些狀態的發生，車輛的運轉通過自動地使其減速而受到“懲罰”。在動力分散式列車的情況下，當在前導機車的制動系統中應用懲罰制動功能時，制動系統通知動力分散式控制，該控制接下來將制動命令傳達給遠程機車，以使它們的制動系統接合。通過這種方式，各個機車以相似或互補的方式進行制動，從而在前導機車和遠程機車之間保持一種均衡或等同的制動水平，這對于列車穩定性以及將軌道車之間的作用力水平保持在指定的約束下是很重要的。當應用懲罰制動功能時，這可能導致對機車或其它車輛的全制動應用(意味著對于指定的時間，車輛的制動系統被應用至可能的最大程度)或有限的制動應用(意味著對于指定的時間，車輛的制動系統被應用至比可能的最大程度低的某些程度，例如50%)。
[0005]在一種動力分散式機車中，機車的制動系統在串行通信線路上與動力分散式控制系統進行通信。對于懲罰制動應用，制動系統將懲罰制動應用的水平(例如，全制動或有限制動)傳達給動力分散式控制系統，使其能夠將該信息傳送給遠程機車。然而，如果串行通信線路崩潰、失靈或因為其它原因無法用于可靠的通信，則當啟動懲罰制動功能時，制動系統和動力分散式控制系統均默認為全制動應用。(在某些系統中，當串行通信線路崩潰時，制動系統和動力分散式控制系統進入一種實際上的故障模式，并以默認的全制動水平自動啟動懲罰制動應用)。這確保了即使動力分散式控制系統不知道懲罰制動應用的指定水平，所有的機車都會啟動全制動應用(代表最嚴厲的懲罰，出于安全目的)。這又確保了前導機車和遠程機車上均衡的制動水平，但可能導致列車減慢至比其如果具有活動的通信鏈路時將會有的程度更大的程度，這降低了列車的效率。另外，啟動全制動應用會壓迫列車，并且會成為列車自身以及由于快速減速、列車脫軌等而造成的例如乘客傷害方面的安全危險。
【發明內容】
[0006]本發明的一個實施例涉及一種用于動力分散式車輛系統的制動控制系統。(應注意，“動力分散式車輛系統”指兩個或多個動力車輛，它們聯接在一起，并被協同控制，以使它們自身移動并可能拉動或以其它方式移動一個或多個非動力負載車輛。)該制動控制系統包括位于動力分散式車輛系統的第一動力車輛中的制動系統和動力分散式控制系統。(這里，“第一”不一定指前導車輛，而是一種任意指定以用于區分第一車輛與其它車輛，應該認識到本發明的功能性不一定僅僅在前導車輛中實施。)該系統還包括位于制動系統和動力分散式控制系統之間的第一和第二分開的通信鏈路，例如，各個鏈路是電氣線路或其它通信路徑，其中“分開的”意味著任一通信鏈路都可在不論其它鏈路是否發生故障的條件下操作。
[0007]在運轉過程中，一方面，當在動力分散式車輛系統中啟動懲罰制動應用時，制動系統至少在第一通信鏈路上將有關懲罰制動應用的制動水平的信息發送給動力分散式控制系統。(在另一實施例中，在第一和第二通信鏈路上均發送信息。)然而，如第一通信鏈路發生故障(意味著其不能傳送信息)，則制動系統冗余地在第二通信鏈路上將有關懲罰制動應用的制動水平信息發送給動力分散式控制系統。在任一情況下，動力分散式控制系統都將有關懲罰制動應用水平的信息發送給動力分散式控制系統中的一個或多個遠程車輛。
[0008]通過這種方式，一方面將獨立的輔助信號從制動系統提供給動力分散式控制系統，以傳送懲罰制動應用的水平，使得在主通信鏈路發生故障的情況下，可使用在制動系統中所執行的實際懲罰制動應用水平而非默認的懲罰制動水平。這在懲罰制動情形下減少或消除了不必要地完全致動動力分散式車輛系統中的制動器的情況。
[0009]本發明的另一實施例涉及一種用于控制動力分散式車輛系統的制動功能的方法。典型地，動力分散式車輛系統將包括第一動力車輛和聯接在第一動力車輛上的一個或多個遠程動力車輛。第一動力車輛包括制動系統、動力分散式控制系統和位于這兩者之間的主通信鏈路。在該方法中，在主通信鏈路發生故障之后，信息將在輔助通信鏈路上從制動系統發送到動力分散式控制系統。該信息與車輛系統中的懲罰制動應用相關，并包括懲罰制動應用的指定的制動水平，例如全制動水平或有限制動水平。該信息還被發送至車輛系統中的一個或多個遠程動力車輛，并被用作基準來根據指定的懲罰制動應用水平而在第一動力車輛和一個或多個遠程動力車輛上啟動相應的制動應用。
[0010]本
【發明內容】
被提供來以簡化形式介紹概念的選擇，這些概念將在本文中進行進一步描述。本
【發明內容】
并不意圖確定所要求保護的主題的關鍵特征或本質特征，而且也不意圖用于限制所要求保護的主題的范圍。此外，所要求保護的主題并不局限于解決本發明公開的任何一部分中所提及的任何或所有缺點的實施例。另外，發明人在此處已經認可了任何提出的問題和相應的解決方案。
【附圖說明】
[0011]參考附圖，通過閱讀以下非限制性實施例的描述，將更好地理解本發明，其中: 圖1是本發明的一個實施例的示意圖；
圖2是在本發明一個實施例中所使用的二進制通信信號的示意圖；和圖3和圖4是根據本發明的流程圖，其顯示了用于控制動力分散式車輛系統的制動功能的方法的兩個實施例的步驟。
【具體實施方式】
[0012]首先轉到圖1，本發明的一個實施例涉及一種用于動力分散式車輛系統12的制動控制系統10。(如上面指出，“動力分散式車輛系統”指兩個或多個動力車輛14，16，它們聯接在一起，并被協同控制，以使它們自身移動并可能拉動或以其它方式移動一個或多個非動力負載車輛18)。該制動控制系統1包括位于動力分散式車輛系統12的第一動力車輛14中的制動系統20和動力分散式控制系統22。(這里，“第一”不一定指前導車輛，而是一種任意指定以用于區分第一動力車輛14與其它動力車輛16，應該認識到本發明的功能性不一定僅僅在前導車輛中實施)。該系統10還包括位于制動系統20和動力分散式控制系統22之間的第一和第二分開的通信鏈路24，26，例如，各個鏈路24，26是電氣線路或其它通信路徑，其中“分開的”意味著任一通信鏈路都可在不論其它鏈路是否發生故障的條件下操作。
[0013]動力分散式車輛系統12可以是動力分散式列車，其具有第一機車14、一個或多個遠程機車16和可能的一個或多個非動力軌道車18。例如，列車可