專利名稱：用于動力分散式車輛中的制動系統(tǒng)控制的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(tǒng)應(yīng)用或控制。
背景技術(shù)：
在動力分散式車輛系統(tǒng)中，兩個或多個動力車輛聯(lián)接在一起，并 被協(xié)同控制，以拉動或以其它方式移動一個或多個非動力負(fù)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(fù)載軌道車的前導(dǎo)機(jī)車，并具有一個或多個分 布在整個列車中遠(yuǎn)程機(jī)車。在運轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)在前導(dǎo)機(jī)車中確立了節(jié) 流閥調(diào)定時(例如由列車操作員選擇所需的檔位水平(notch level)),前 導(dǎo)機(jī)車中的動力分散式控制系統(tǒng)給遠(yuǎn)程機(jī)車發(fā)送命令，用于遠(yuǎn)程機(jī)車 的推進(jìn)系統(tǒng)的補(bǔ)充控制。類似地，當(dāng)在前導(dǎo)機(jī)車中應(yīng)用制動應(yīng)用時(例 如應(yīng)用動態(tài)制動或空氣制動)，將命令發(fā)送給各個遠(yuǎn)程機(jī)車，用于類似 地應(yīng)用其相應(yīng)的制動系統(tǒng)。
某些車輛系統(tǒng)利用^f皮稱為"懲罰制動"的功能或應(yīng)用。這里，當(dāng)發(fā) 生指定的刺激情形時或基于車輛的某些工作狀態(tài)(例如車輛超過指定 的速度極限)，將啟動命令以自動地導(dǎo)致車輛的制動系統(tǒng)接合到指定的 程度。也就是說，基于某些狀態(tài)的發(fā)生，車輛的運轉(zhuǎn)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(dāng)在前導(dǎo)機(jī)車的制 動系統(tǒng)中應(yīng)用懲罰制動功能時，制動系統(tǒng)通知動力分散式控制，該控 制接下來將制動命令傳達(dá)給遠(yuǎn)程機(jī)車，以使它們的制動系統(tǒng)接合。通 過這種方式，各個機(jī)車以相似或互補(bǔ)的方式進(jìn)行制動，從而在前導(dǎo)機(jī) 車和遠(yuǎn)程機(jī)車之間保持一種均衡或等同的制動水平，這對于列車穩(wěn)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(dāng)應(yīng)用懲罰制動功能時，這可能導(dǎo)致對機(jī)車或其它車輛的全制動應(yīng)用 (意味著對于指定的時間，車輛的制動系統(tǒng)被應(yīng)用至可能的最大程度) 或有限的制動應(yīng)用(意味著對于指定的時間，車輛的制動系統(tǒng)被應(yīng)用至 比可能的最大程度低的某些程度，例如50%)。
在一種動力分散式機(jī)車中，機(jī)車的制動系統(tǒng)在串行通信線路上與 動力分散式控制系統(tǒng)進(jìn)行通信。對于懲罰制動應(yīng)用，制動系統(tǒng)將懲罰
制動應(yīng)用的水平(例如，全制動或有限制動)傳達(dá)給動力^:式控制系
統(tǒng)，使其能夠?qū)⒃撔畔魉徒o遠(yuǎn)程機(jī)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(dāng)啟動懲罰制動功 能時，制動系統(tǒng)和動力分散式控制系統(tǒng)均默認(rèn)為全制動應(yīng)用。(在某些 系統(tǒng)中，當(dāng)串行通信線路崩潰時，制動系統(tǒng)和動力分散式控制系統(tǒng)進(jìn) 入一種實際上的故障模式，并以默認(rèn)的全制動水平自動啟動懲罰制動 應(yīng)用)。這確保了即使動力分散式控制系統(tǒng)不知道懲罰制動應(yīng)用的指定 水平，所有的機(jī)車都會啟動全制動應(yīng)用(代表最嚴(yán)厲的懲罰，出于安全 目的)。這又確保了前導(dǎo)機(jī)車和遠(yuǎn)程機(jī)車上均衡的制動水平，但可能導(dǎo) 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(yīng)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的 一 個實施例涉及 一 種用于動力分散式車輛系統(tǒng)的制動 控制系統(tǒng)。(應(yīng)注意，"動力分散式車輛系統(tǒng)"指兩個或多個動力車輛， 它們聯(lián)接在一起，并被協(xié)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(fù)載車輛。)該制動控制系統(tǒng)包括位于 動力分散式車輛系統(tǒng)的第 一動力車輛中的制動系統(tǒng)和動力分散式控 制系統(tǒng)。(這里，"第一，，不一定指前導(dǎo)車輛，而是一種任意指定以用于區(qū)分第 一車輛與其它車輛，應(yīng)該認(rèn)識到本發(fā)明的功能性不一定僅僅在 前導(dǎo)車輛中實施。)該系統(tǒng)還包括位于制動系統(tǒng)和動力分散式控制系統(tǒng) 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(fā)生故障的條件下操作。
在運轉(zhuǎn)過程中， 一方面，當(dāng)在動力分散式車輛系統(tǒng)中啟動懲罰制 動應(yīng)用時，制動系統(tǒng)至少在第一通信《連路上將有關(guān)懲罰制動應(yīng)用的制 動水平的信息發(fā)送給動力分散式控制系統(tǒng)。(在另一實施例中，在第一 和第二通信鏈路上均發(fā)送信息。)然而，如第一通信鏈路發(fā)生故障(意 味著其不能傳送信息)，則制動系統(tǒng)冗余地在第二通信鏈路上將有關(guān)懲 罰制動應(yīng)用的制動水平信息發(fā)送給動力分散式控制系統(tǒng)。在任一情況 下，動力M式控制系統(tǒng)都將有關(guān)懲罰制動應(yīng)用水平的信息發(fā)送給動 力M式控制系統(tǒng)中的 一個或多個遠(yuǎn)程車輛。
通過這種方式， 一方面將獨立的輔助信號從制動系統(tǒng)提供給動力 分狀式控制系統(tǒng)，以傳送懲罰制動應(yīng)用的水平，使得在主通信鏈路發(fā) 生故障的情況下，可使用在制動系統(tǒng)中所執(zhí)行的實際懲罰制動應(yīng)用水 平而非默認(rèn)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(tǒng)中的制動器的情況。
本發(fā)明的另 一實施例涉及一種用于控制動力分散式車輛系統(tǒng)的 制動功能的方法。典型地，動力分散式車輛系統(tǒng)將包括第一動力車輛 和聯(lián)接在第一動力車輛上的一個或多個遠(yuǎn)程動力車輛。第一動力車輛 包括制動系統(tǒng)、動力分散式控制系統(tǒng)和位于這兩者之間的主通信鏈 路。在該方法中，在主通信鏈^各發(fā)生故障之后，信息將在輔助通信鏈 路上從制動系統(tǒng)發(fā)送到動力分散式控制系統(tǒng)。該信息與車輛系統(tǒng)中的 懲罰制動應(yīng)用相關(guān)，并包括懲罰制動應(yīng)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(fā)送至車輛系統(tǒng)中的 一個或多 個遠(yuǎn)程動力車輛，并被用作基準(zhǔn)來根據(jù)指定的懲罰制動應(yīng)用水平而在 第一動力車輛和一個或多個遠(yuǎn)程動力車輛上啟動相應(yīng)的制動應(yīng)用。本發(fā)明內(nèi)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(jìn)行進(jìn)一步描述。本發(fā)明內(nèi)容并不意圖確定所要求保護(hù)的主題 的關(guān)鍵特征或本質(zhì)特征，而且也不意圖用于限制所要求保護(hù)的主題的
部分中所提及的任何或所有缺點的實施例。另外，發(fā)明人在此處已經(jīng) 認(rèn)可了任何提出的問題和相應(yīng)的解決方案。


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(fā)明，其中
圖l是本發(fā)明的一個實施例的示意圖2是在本發(fā)明一個實施例中所使用的二進(jìn)制通信信號的示意 圖；和
圖3和圖4是根據(jù)本發(fā)明的流程圖，其顯示了用于控制動力分散 式車輛系統(tǒng)的制動功能的方法的兩個實施例的步驟。
具體實施例方式
首先轉(zhuǎn)到圖1，本發(fā)明的一個實施例涉及一種用于動力分散式車 輛系統(tǒng)12的制動控制系統(tǒng)10。(如上面指出，"動力分散式車輛系統(tǒng)" 指兩個或多個動力車輛14,16,它們聯(lián)接在一起，并^皮協(xié)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(fù) 載車輛18)。該制動控制系統(tǒng)10包括位于動力分散式車輛系統(tǒng)12的 第一動力車輛14中的制動系統(tǒng)20和動力分散式控制系統(tǒng)22。(這里， "第一"不一定指前導(dǎo)車輛，而是一種任意指定以用于區(qū)分第一動力車 輛14與其它動力車輛16，應(yīng)該認(rèn)識到本發(fā)明的功能性不一定僅僅在 前導(dǎo)車輛中實施)。該系統(tǒng)10還包括位于制動系統(tǒng)20和動力分散式控 制系統(tǒng)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(fā)生故障的條件下操作。
動力分散式車輛系統(tǒng)12可以是動力分散式列車，其具有第一機(jī)
車14、一個或多個遠(yuǎn)程機(jī)車16和可能的一個或多個非動力軌道車18。 例如，列車可利用可從通用電氣公司得到的Locotro,動力分散式系統(tǒng) 進(jìn)行控制。(對于關(guān)于動力M式系統(tǒng)的更多信息，可大致參考美國專 利No.4，582,280、美國專利No.4，553,723和美國專利No.4,859，000 )。 動力分散式車輛系統(tǒng)12的其它示例包括拖船或其它海船(例如拖船被 共同控制以移動共同的負(fù)載)，以及聯(lián)接在一起的礦山車或其它非公路 車輛。
在制動控制系統(tǒng)10的運轉(zhuǎn)期間，由于在動力分散式車輛系統(tǒng)12 中發(fā)生懲罰制動狀態(tài)30,所以在制動系統(tǒng)20以標(biāo)準(zhǔn)方式啟動了懲罰 制動應(yīng)用28。"懲罰制動狀態(tài)"30總體地指針對其指定了懲罰制動應(yīng)用 的車輛系統(tǒng)12的任何刺激或運轉(zhuǎn)狀態(tài)。懲罰制動狀態(tài)例如可包括 車輛系統(tǒng)12超過指定的速度極限；確定車輛系統(tǒng)12處于撞擊另一車 輛或其它物體的緊迫威脅下；車輛系統(tǒng)12經(jīng)過"停止"標(biāo)志；車輛系統(tǒng) 12以超過指定的減速水平經(jīng)過警告標(biāo)志；緊急制動的應(yīng)用等等。應(yīng)該 懂得，在各種這樣的情況下，出于安全目的或其它目的，需要并指定 通過懲罰制動應(yīng)用來減'隄車輛系統(tǒng)12。
因而，在發(fā)生懲罰制動狀態(tài)30時，為制動系統(tǒng)20提供關(guān)于所發(fā) 生情況的信息32，并且基于信息32以標(biāo)準(zhǔn)方式啟動相應(yīng)的懲罰制動 應(yīng)用28。(例如，信息32可能根據(jù)懲罰制動狀態(tài)的性質(zhì)而指示全制動 操作的應(yīng)用或有限制動操作的應(yīng)用。)還可為動力分散式控制系統(tǒng)22 提供已經(jīng)發(fā)生懲罰制動狀態(tài)的信息34，但在典型的動力分狀式車輛系 統(tǒng)12中，只將這種信息提供給制動系統(tǒng)而不提供給動力分散式控制 系統(tǒng)22。無"i侖如何，即使動力分散式控制系統(tǒng)22接收到發(fā)生懲罰制 動狀態(tài)30的指示34,該控制系統(tǒng)也不會確實地知道懲罰制動應(yīng)用的 相關(guān)制動水平。這是因為實際被制動系統(tǒng)執(zhí)行的懲罰制動應(yīng)用的水平 可能不同于典型地與所討論的懲罰制動狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的水平。例如，制動系統(tǒng)可接收有限的懲罰應(yīng)用信號，但由于可能的故障狀態(tài)或其它情 況/刺激，制動系統(tǒng)可能不能應(yīng)用有限的減速，或者有限的減速被忽略， 并且其必須執(zhí)行全懲罰應(yīng)用。另外，還存在制動系統(tǒng)本身可能在啟動 懲罰制動應(yīng)用時發(fā)生故障狀態(tài)的情形，例如，與動力分散式控制系統(tǒng) 22失去通信，關(guān)鍵的制動構(gòu)件故障等等。
為了進(jìn)一步解釋，在某些動力分散式系統(tǒng)中，主通信鏈路24(例 如串行信道)用于將懲罰制動信息36(例如"懲罰活動"信號和懲罰制動 應(yīng)用的水平)傳遞給動力分散式控制系統(tǒng)22。如果主通信鏈路24發(fā)生 故障，則默認(rèn)狀態(tài)是由動力分散式控制系統(tǒng)22和制動系統(tǒng)執(zhí)行的"懲 罰活動"。在這種情形下，可能不會激勵/存在(對于制動系統(tǒng))夕卜部懲罰 狀態(tài)30,但制動系統(tǒng)本身啟動懲罰制動應(yīng)用。這還可能發(fā)生在如果制 動系統(tǒng)發(fā)生故障，或以某些方式受損時。在這種情況下，即使為動力 分散式控制系統(tǒng)22正常提供關(guān)于在制動系統(tǒng)外部發(fā)生懲罰制動狀態(tài) 30的信息34，控制系統(tǒng)也將不一定知道源自制動系統(tǒng)的懲罰制動狀 態(tài)。
一旦在第一動力車輛14的制動系統(tǒng)20中啟動懲罰制動應(yīng)用28， 就需要對遠(yuǎn)程動力車輛16通知懲罰制動應(yīng)用，以確保車輛14,16之間 的均衡和/或一致的制動。因而，制動系統(tǒng)20在第一通信鏈路24上將 關(guān)于懲罰制動應(yīng)用28的制動水平的信息36發(fā)送給動力分散式控制系 統(tǒng)22。應(yīng)該懂得，在典型的動力分散式車輛系統(tǒng)12中，這是動力分 散式系統(tǒng)的現(xiàn)有功能，并且第 一通信鏈路24是位于制動系統(tǒng)20和動 力分散式控制系統(tǒng)22之間的主通信鏈路。動力分散式控制系統(tǒng)22又 將信號38以標(biāo)準(zhǔn)方式發(fā)送給遠(yuǎn)程動力車輛16。信號38包含與懲罰制 動應(yīng)用28相關(guān)的信息，該信息在各個遠(yuǎn)程動力車輛上用作在其自身 車輛制動系統(tǒng)中啟動制動操作的基準(zhǔn)。
在第一動力車輛14中，可能出現(xiàn)第一或主通信鏈路24失效的情 形，意味著其不能傳送關(guān)于懲罰制動應(yīng)用的信息36。例如，鏈路24 可能斷電，或者物理損壞(導(dǎo)致電路斷開的狀態(tài))，阻止鏈路發(fā)送任何信息。另外，情況可能是通信鏈路仍能夠攜帶信號，但通信鏈路的品 質(zhì)已經(jīng)下降到其不能再傳送關(guān)于懲罰制動應(yīng)用的信息36的程度。為 此利用在鏈路上發(fā)送的周期性的信號可確定鏈路故障。例如，在某些 系統(tǒng)中，在動力分散式控制系統(tǒng)和制動系統(tǒng)之間周期性地交換"心跳" 信息(例如每隔!/2秒至1秒)。如果動力分散式控制系統(tǒng)或制動系統(tǒng)經(jīng)過
指定的時間周期(例如5秒)而沒有收到心跳信息，則宣告了鏈路故障。 在系統(tǒng)10中，如果第一通信鏈路24發(fā)生故障，并且在啟動懲罰制動 應(yīng)用28后，制動系統(tǒng)20在第二通信鏈路26上將關(guān)于懲罰制動應(yīng)用 28的制動水平信息40(以及可能的其它信息)發(fā)送給動力^式控制系 統(tǒng)22。這使得在主通信鏈路/第一通信鏈路24發(fā)生故障時，動力分散 式控制系統(tǒng)22能夠?qū)⒕唧w的懲罰制動應(yīng)用水平傳送給遠(yuǎn)程車輛16， 防止了在動力車輛14,16中不必要地啟動默認(rèn)的全制動應(yīng)用。
應(yīng)該懂得在系統(tǒng)10中，制動系統(tǒng)20和動力分散式控制系統(tǒng)22 并非配置成在第一通信鏈路24的故障之后使用默認(rèn)的全懲罰制動應(yīng) 用。相反，制動系統(tǒng)20和動力分散式控制系統(tǒng)22配置成當(dāng)?shù)谝煌ㄐ?鏈路24發(fā)生故障時在第二通信鏈路26上通信。第二通信鏈路26可 采用不同的形式，包括在其上發(fā)送串行編碼信息40的串行通信線路、 在其上發(fā)送編碼信息40的多個并行線路、在其上發(fā)送有限減速或全 減速水平信號的單個二進(jìn)制線路(如以下進(jìn)一步論述)、利用一個或多 個標(biāo)準(zhǔn)無線通信協(xié)議來無線地發(fā)送信息40的無線鏈^各(例如RF或自 由空間光通信)等等。
圖2顯示了系統(tǒng)10的一個另外的實施例。這里，位于車輛制動 系統(tǒng)20和動力分散式控制系統(tǒng)22之間第二通信鏈路26是單獨的電 氣線路，例如，單芯導(dǎo)電線纜。另外，懲罰制動信息40在第二通信 鏈路26上以二進(jìn)制信號42進(jìn)行傳送。二進(jìn)制信號42具有兩種狀態(tài) 或信號狀態(tài)44，46,對應(yīng)于兩個指定的制動水平47。第一信號狀態(tài)44 代表對于懲罰制動應(yīng)用的全制動水平48。第二信號狀態(tài)46代表對于 懲罰制動應(yīng)用的有限制動水平50。因而，在啟動懲罰制動應(yīng)用28后，并且如果第一/主通信鏈路24發(fā)生故障，根據(jù)懲罰制動應(yīng)用要求全制
動還是有限制動，制動系統(tǒng)20分別將第二通信鏈路26設(shè)置于第 一信 號狀態(tài)44或第二信號狀態(tài)46。在知道懲罰制動應(yīng)用已經(jīng)啟動的情況 下，動力分散式控制系統(tǒng)22確定在第二通信鏈路26上存在哪種信號 狀態(tài)。如果存在第一信號狀態(tài)44，則動力分散式控制系統(tǒng)22知道要 求全制動應(yīng)用，并將該信息38發(fā)送給遠(yuǎn)程動力車輛16。如果在第二 通信鏈路26上存在第二信號狀態(tài)46，則動力分散式控制系統(tǒng)22知道 要求有限的制動應(yīng)用，并將該信息38發(fā)送給遠(yuǎn)程動力車輛16。針對 第二信號狀態(tài)46的有限制動應(yīng)用的指定水平預(yù)先作為系統(tǒng)/車輛配置 的一部分而建立。
如圖2中所示，在一個實施例中，第一和第二信號狀態(tài)44，46分 別各為不同的電壓電平"V1"和"V2"。在另一實施例中，系統(tǒng)10可配 置成在制動系統(tǒng)本身發(fā)生故障的情況下自動地在第二通信鏈路26上 建立第一信號狀態(tài)44(代表全懲罰制動應(yīng)用)。例如，在電壓信號狀態(tài) VI和V2的情況下，第一電壓電平VI可以是零伏(0V),而第二電壓 電平V2可以是大于0V的電壓電平，即，V2〉0V。在運轉(zhuǎn)過程中，制 動系統(tǒng)20通常使第二通信鏈路26保持在V2電平。對于需要全制動 應(yīng)用48的懲罰制動應(yīng)用28，制動系統(tǒng)將第二通信鏈路26上的電壓電 平臨時降低至V1電平(OV)。另一方面，對于需要有限制動應(yīng)用50的 懲罰制動應(yīng)用28,制動系統(tǒng)對第二通信鏈路26上的電壓電平不做任 何動作，因為其已經(jīng)處于指定有限制動應(yīng)用的電平V2。如果制動系 統(tǒng)20發(fā)生故障，例如由于制動系統(tǒng)的動力中斷，則第二通信.鏈路26 上的電壓電平自然地/人4交高的電平V2下降至4交〗氐電平VI，即0伏。 (也就是說，因為在制動系統(tǒng)上動力^C中斷，所以該制動系統(tǒng)不能將第 二通信鏈路26保持在V2電平，并且第二通信鏈路下降至0V，這是 非動力狀態(tài)。)應(yīng)該注意在用于機(jī)車的空氣制動系統(tǒng)的情況下，制動系 統(tǒng)的故障(由于缺乏動力或其它原因)造成制動器自動接合，并進(jìn)行全 懲罰制動應(yīng)用。因而，在例如前導(dǎo)機(jī)車中的空氣制動器自動接合的同時，動力分散式控制系統(tǒng)22 (i)檢測與制動系統(tǒng)的通信丟失并啟動懲罰
制動應(yīng)用，以及(ii)知道要完全應(yīng)用制動器，因為第二通信鏈路26的 電壓電平已經(jīng)下降至0伏(這是代表全制動應(yīng)用的第一信號狀態(tài)44)。
本發(fā)明的 一 個實施例涉及 一 種用于控制動力分散式車輛系統(tǒng)的 制動功能的方法。典型地，動力分散式車輛系統(tǒng)將包括第一動力車輛 和:f關(guān)接在第一動力車輛上的一個或多個遠(yuǎn)程動力車輛。第一動力車輛 包括制動系統(tǒng)、動力分散式控制系統(tǒng)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(fā)生故障之后，在輔助通信鏈路上從 制動系統(tǒng)發(fā)送到動力分散式控制系統(tǒng)上的信息被繼續(xù)傳遞或否則用 于控制車輛系統(tǒng)中的 一個或多個遠(yuǎn)程動力車輛。該信息與車輛系統(tǒng)中 的懲罰制動應(yīng)用相關(guān)，并包括懲罰制動應(yīng)用的指定的制動水平，例如 全制動水平或有限制動水平。根據(jù)指定的懲罰制動應(yīng)用水平，該信息 用作用來在第一動力車輛和一個或多個遠(yuǎn)程動力車輛上啟動相應(yīng)的 制動應(yīng)用的基準(zhǔn)。
圖3中的流程圖概述了用于控制動力分散式車輛系統(tǒng)的制動功能 的方法的另一實施例。在步驟100中，制動系統(tǒng)20等待步驟102中 確定的懲罰制動應(yīng)用28。對于懲罰制動應(yīng)用，在步驟104中制動系統(tǒng) 確定第一或主通信鏈路24是否可操作。如果可操作，則在步驟106 中將與懲罰制動應(yīng)用相關(guān)的信息在主通信鏈路24上傳遞給動力分散 式控制系統(tǒng)22。如果另一方面主通信鏈路發(fā)生故障，則在步驟108中 將與懲罰制動應(yīng)用相關(guān)的信息在輔助通信鏈路26上傳遞給動力分散 式控制系統(tǒng)22。在任一情況下，動力M式控制系統(tǒng)22都在步驟110 中將與懲罰制動應(yīng)用相關(guān)的信息發(fā)送給遠(yuǎn)程車輛16。接下來，在步驟 112中時在第一/前導(dǎo)車輛14上，以及在步驟114中時在遠(yuǎn)程車輛16 上執(zhí)行懲罰制動應(yīng)用。
圖4中的流程圖概述了用于控制動力分散式車輛系統(tǒng)的制動功能 的方法的又一實施例。在步驟120中，制動系統(tǒng)20等待步驟122中 確定的懲罰制動應(yīng)用28。對于懲罰制動應(yīng)用，在步驟124中時制動系統(tǒng)在第一通信鏈路24上將關(guān)于懲罰應(yīng)用的信息(例如指示其已經(jīng)發(fā)生
和其水平的信息)發(fā)送給動力分散式控制系統(tǒng)。在步驟126中，例如， 如上面參照圖2所述，制動系統(tǒng)在第二鏈路26上發(fā)送水平信息。步 驟128涉及確定第一鏈路24是否可操作。如果可操作，則在步驟130 中由動力分散式控制系統(tǒng)22接收到在主通信鏈路24上傳遞給動力分 散式控制系統(tǒng)22的懲罰制動信息。如果另一方面主通信鏈路發(fā)生故 障，則在步驟132中時由動力分散式控制系統(tǒng)22接收/檢測到在第二 通信鏈路26上發(fā)送的水平信息(例如，如上所述，動力*式控制系 統(tǒng)可確定存在于鏈路26上的電壓電平)。在任一情況下，動力分散式 控制系統(tǒng)22都可在步驟134中將與懲罰制動應(yīng)用相關(guān)的信息發(fā)送給 遠(yuǎn)程車輛16。接下來，在步驟136中時在第一/前導(dǎo)車輛14上，以及 在步驟138中時在遠(yuǎn)程車輛16上執(zhí)行懲罰制動應(yīng)用。
上面描述的圖3和圖4中的步驟(或相似的步驟)可以不同的順序 來執(zhí)行(或者某些步驟可同時執(zhí)行)，這取決于系統(tǒng)IO在操作上如何具 體配置，以及系統(tǒng)IO是否以及如何合并到現(xiàn)有的動力分散式系統(tǒng)中。
如上面提到的那樣，在某些動力分散式系統(tǒng)中，當(dāng)主通信鏈路24 發(fā)生故障時，車輛制動系統(tǒng)自動地啟動懲罰制動應(yīng)用28。在系統(tǒng)10 中，當(dāng)主鏈路24發(fā)生故障時，因為第二通信鏈路26的原因，這種動 力分散式系統(tǒng)中的制動系統(tǒng)可針對不啟動懲罰制動應(yīng)用而進(jìn)行重新 配置。
應(yīng)該懂得，本文的實施例是說明性的而非限制性的，因為本發(fā)明 的范圍由所附權(quán)利要求而非由它們前面的描述來限定，并且落在權(quán)利 要求的界限和邊界中，或這種界限和邊界的等效范圍內(nèi)的所有變化因 此都被權(quán)利要求所包含。
補(bǔ)充描述
本發(fā)明的某些實施例的簡要說明
在動力*式列車中，當(dāng)在機(jī)車上應(yīng)用懲罰制動應(yīng)用時，必須對遠(yuǎn)程才幾車指令此相同的制動應(yīng)用，以確保在列車的前部和后部相等的 制動。懲罰制動水平由制動系統(tǒng)來限定，并且可以是全制動應(yīng)用或有 限制動應(yīng)用。然后通過串行通信信道將此制動應(yīng)用傳送到DP系統(tǒng)上， 其中DP系統(tǒng)隨后將制動命令發(fā)送到遠(yuǎn)程機(jī)車上。如果串行通信丟失，
則沒有方法將制動應(yīng)用的水平提供給DP系統(tǒng)。當(dāng)通信信道丟失時， 則空氣制動系統(tǒng)和DP系統(tǒng)均默認(rèn)為最高的制動應(yīng)用水平，以確保將 應(yīng)用最壞情況的制動應(yīng)用，而且在列車上不會出現(xiàn)不同等制動的可能 性。在某些情況下如果可能的話，可能需要使用較低的制動應(yīng)用水平， 但在通信信道不工作的情況下，沒有方法將此制動水平傳送給DP系 統(tǒng)。本發(fā)明的本質(zhì)是從制動系統(tǒng)向DP系統(tǒng)提供獨立的輔助信號，該 輔助信號將制動系統(tǒng)所執(zhí)行的制動應(yīng)用水平傳送至DP系統(tǒng)，從而使 用空氣制動系統(tǒng)正在使用的實際減輕的制動減速，而非默認(rèn)的全制動 減速。所提議的輔助信號路徑或者是二進(jìn)制信號，其代表針對減輕減 速值的一個水平和針對默認(rèn)全減速水平的另 一水平，或者是與空氣制 動系統(tǒng)的實際減速值相關(guān)的輔助通信路徑。
本發(fā)明所解決的問題是當(dāng)在DP列車上發(fā)生懲罰制動應(yīng)用時， 前導(dǎo)制動系統(tǒng)將施加制動應(yīng)用。在某些情況下，此應(yīng)用可以是全制動 應(yīng)用或減輕的減速。只要在空氣制動系統(tǒng)和DP系統(tǒng)之間的通信良好， 則這種減輕的減速水平就是可接受的。當(dāng)在DP和空氣制動系統(tǒng)之間 的通信信道中斷時，則唯一可用的選擇是確保前導(dǎo)機(jī)車和遠(yuǎn)程機(jī)車上 的同等減速既用于DP系統(tǒng)也用于空氣制動系統(tǒng)，以轉(zhuǎn)到全制動應(yīng)用。 轉(zhuǎn)到全制動應(yīng)用可能在列車中設(shè)立不希望的制動水平，并導(dǎo)致不希望 的列車內(nèi)作用力。較低的制動應(yīng)用減速將更適宜降低制動水平，并將 列車內(nèi)作用力保持在低水平。本發(fā)明將容許空氣制動系統(tǒng)與DP系統(tǒng) 失去通信，并仍然實現(xiàn)較低的制動應(yīng)用水平，且通過輔助信號路徑將 這種較低的制動應(yīng)用水平傳送到DP系統(tǒng)。之后DP系統(tǒng)將把這種減 輕的制動減速傳送給遠(yuǎn)程機(jī)車，以確保列車上的同等制動，并從而降 低列車內(nèi)作用力。過去，當(dāng)串行通信路徑中斷時，空氣制動系統(tǒng)和DP系統(tǒng)均默認(rèn) 為最壞情形的懲罰制動應(yīng)用水平，以確保列車上的等同制動，或者應(yīng) 用緊急制動應(yīng)用。此高制動會導(dǎo)致高的列車內(nèi)作用力，可能導(dǎo)致列車 分離或脫軌。
本發(fā)明的某些特征涉及在空氣制動系統(tǒng)和DP系統(tǒng)之間增加輔助 信號路徑，這容許空氣制動系統(tǒng)在丟失與DP系統(tǒng)的通信期間執(zhí)行減 輕的懲罰制動應(yīng)用，并仍將減輕的減速水平傳送至DP系統(tǒng)。另外， 在空氣制動系統(tǒng)可能默認(rèn)采用全制動應(yīng)用水平，并且不能執(zhí)行減輕減 速的故障狀態(tài)下，此輔助信號路徑將把此減速值傳送至DP系統(tǒng)，之 后DP系統(tǒng)可控制遠(yuǎn)程機(jī)車達(dá)到與前導(dǎo)機(jī)車相同的全減速水平。
此特征容許LOCOTROL DP產(chǎn)品在某些故障狀態(tài)下提供可選擇 的懲罰制動應(yīng)用，否則其將需要全制動應(yīng)用，并導(dǎo)致較高的列車內(nèi)作 用力。目前當(dāng)丟失與空氣制動系統(tǒng)的通信時，懲罰制動應(yīng)用必須是全 制動，以便在前導(dǎo)機(jī)車和遠(yuǎn)程機(jī)車上保持相同的減速。本發(fā)明容許提 供減輕的懲罰制動功能性。
本發(fā)明容許制動系統(tǒng)執(zhí)行有限減速，只要該減速起作用?？蓪⑦@ 種減輕的減速水平通過串行通信信道中繼至DP系統(tǒng)，或者如果串行 通信信道失效，就使用輔助信號路徑。如果空氣制動器發(fā)生故障，串 行通信路徑將失效，并且空氣制動系統(tǒng)默認(rèn)為全制動應(yīng)用。DP系統(tǒng) 現(xiàn)在將丟失串行通信路徑和輔助備份信號，并且認(rèn)識到空氣制動系統(tǒng) 已經(jīng)發(fā)生故障，并執(zhí)行全制動減速，之后DP系統(tǒng)可指令遠(yuǎn)程機(jī)車進(jìn) 行全制動減速，從而在列車上匹配和保持同等的制動。
在動力分散式列車上，當(dāng)在機(jī)車上應(yīng)用懲罰制動應(yīng)用時，必須對 遠(yuǎn)程機(jī)車指令此相同的制動應(yīng)用，以確保在列車的前部和后部的等同 的制動。懲罰制動水平由制動系統(tǒng)來限定，并且可以是全制動應(yīng)用或 有限制動應(yīng)用。然后通過串行通信信道將此制動應(yīng)用傳送至DP系統(tǒng)， 其中DP系統(tǒng)隨后將制動命令發(fā)送至遠(yuǎn)程機(jī)車。如果串行通信丟失， 沒有方法將制動應(yīng)用的水平提供給DP系統(tǒng)。當(dāng)通信信道丟失時，則空氣制動系統(tǒng)和DP系統(tǒng)均默認(rèn)為最高的制動應(yīng)用水平，以確保將應(yīng) 用最壞情況的制動應(yīng)用，并且不會有在列車上出現(xiàn)不等同制動的可能 性。如果可能的話，在某些情況下可能需要使用較低的制動應(yīng)用水平， 但在通信信道不工作的情況下，沒有方法可將此制動水平傳送給DP
系統(tǒng)。本發(fā)明的本質(zhì)是提供一種從制動系統(tǒng)至DP系統(tǒng)的獨立的輔助 信號，該輔助信號將把制動系統(tǒng)所執(zhí)行的制動應(yīng)用水平傳送至DP系 統(tǒng)，使得可使用空氣制動系統(tǒng)正在使用的實際減輕的制動減速，而不 是默認(rèn)的全制動減速。所提議的輔助信號路徑或者是二進(jìn)制信號，其 代表針對減輕減速值的 一個水平和針對默認(rèn)全減速水平的另 一水平， 或者是與空氣制動系統(tǒng)的實際減速值相關(guān)的輔助通信路徑。
輔助鏈路/路徑用于限定制動系統(tǒng)正在要求什么樣的減速水平。例 如，如果串行通道崩潰，這向制動系統(tǒng)和DP系統(tǒng)發(fā)出了執(zhí)行懲罰應(yīng) 用的信號。如果制動系統(tǒng)能夠執(zhí)行有限的懲罰減速，其將進(jìn)行有限減 速，并保持二進(jìn)制信號為高，對DP系統(tǒng)指示制動系統(tǒng)正在進(jìn)行有限 減速。之后DP系統(tǒng)可命令遠(yuǎn)程機(jī)車進(jìn)行相同的有限減速。如果制動 系統(tǒng)不能進(jìn)行有限減速，則其將進(jìn)行全懲罰減速，并將二進(jìn)制信號設(shè) 為低，告知DP系統(tǒng)制動系統(tǒng)正在進(jìn)行全懲罰減速，之后其將把全懲 罰減速發(fā)送給遠(yuǎn)程機(jī)車。
權(quán)利要求
1.一種用于控制動力分散式車輛系統(tǒng)的制動功能的方法，所述動力分散式車輛系統(tǒng)具有第一動力車輛和聯(lián)接在所述第一動力車輛上的至少一個遠(yuǎn)程動力車輛，所述方法包括在所述第一車輛的制動系統(tǒng)和所述第一車輛的動力分散式控制系統(tǒng)之間的主通信鏈路發(fā)生故障之后，在輔助通信鏈路上將信息從所述制動系統(tǒng)發(fā)送到所述動力分散式控制系統(tǒng)，其中所述信息與所述車輛系統(tǒng)中的懲罰制動應(yīng)用相關(guān)，并且包括所述懲罰制動應(yīng)用的指定的制動水平；將所述指定的制動水平的信息發(fā)送給所述至少一個遠(yuǎn)程動力車輛；以及基于所述懲罰制動應(yīng)用的指定的水平而在所述第一動力車輛和所述至少一個遠(yuǎn)程動力車輛上啟動相應(yīng)的制動應(yīng)用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述輔助通信 鏈路上從所述制動系統(tǒng)發(fā)送至所述動力分散式控制系統(tǒng)的信息以二 進(jìn)制信號進(jìn)行傳送，所述二進(jìn)制信號具有第一信號狀態(tài)和不同的第二 信號狀態(tài)，其中所述第一信號狀態(tài)代表對于所述懲罰制動應(yīng)用的全制 動水平，而所述第二信號狀態(tài)代表對于所述懲罰制動應(yīng)用的有限制動 水平。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 如果所述制動系統(tǒng)發(fā)生故障，則自動地在所述輔助通信鏈路上建立所 述第一信號狀態(tài)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一信號狀 態(tài)是零伏的第一電壓電平，而所述第二信號狀態(tài)是較高的第二電壓電 平，并且其中如果所述制動系統(tǒng)由于缺乏電力而發(fā)生故障時，就由于 缺乏動力而自動地建立所述第一電壓電平。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述動力分散式車輛系統(tǒng)是列車，并且所述第 一動力車輛和所述至少 一個遠(yuǎn)程動力車 輛是機(jī)車。
6. —種用于動力分散式車輛系統(tǒng)的制動控制系統(tǒng)，所述制動控 制系統(tǒng)包括在所述動力分散式車輛系統(tǒng)的第 一動力車輛中的制動系統(tǒng)；在所述第一動力車輛中的動力分散式控制系統(tǒng)；和在所述制動系統(tǒng)和所述動力分散式控制系統(tǒng)之間的分開的第一 通信^t連路和第二通信鏈路；其中，所述制動系統(tǒng)配置成在至少所述第一通信鏈路上將關(guān)于懲 罰制動應(yīng)用的制動水平的信息發(fā)送給所述動力分散式控制系統(tǒng)，除了 當(dāng)所述第 一通信鏈路發(fā)生故障時，在所述第 一通信鏈路發(fā)生故障的情 況下，所述制動系統(tǒng)在所述第二通信鏈路上將關(guān)于所述懲罰制動應(yīng)用 的制動水平的信息發(fā)送給所述動力分散式控制系統(tǒng)；且其中，所述動力分散式控制系統(tǒng)配置成可將關(guān)于所述懲罰制動應(yīng) 用的制動水平的信息發(fā)送至所述至少 一個遠(yuǎn)程車輛。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述制動系統(tǒng)配 置成在所述第二通信鏈路上發(fā)送信息作為第一信號，其指示針對所述 懲罰制動應(yīng)用而指定的全制動水平，或者作為第二信號，其指示針對 所述懲罰制動應(yīng)用的有限制動水平。
8. —種用于控制動力分散式車輛系統(tǒng)的制動功能的方法，所述 動力分散式車輛系統(tǒng)具有第 一動力車輛和聯(lián)接在所述第 一動力車輛 上的至少一個遠(yuǎn)程動力車輛，所述方法包括在所述第 一車輛的制動系統(tǒng)和所述第 一車輛的動力分散式控制 系統(tǒng)之間的第 一通信鏈路發(fā)生故障之后，將信息從所述動力分散式控 制系統(tǒng)發(fā)送至所述至少一個遠(yuǎn)程動力車輛，其中所述信息與所述車輛 系統(tǒng)中的懲罰制動應(yīng)用相關(guān)，并且包括所述懲罰制動應(yīng)用的指定的制 動水平，其中在所述動力分散式控制系統(tǒng)和所述制動系統(tǒng)之間的第二 通信鏈路上，由所述動力分散式控制系統(tǒng)從所述制動系統(tǒng)接收所述信息；且基于所述懲罰制動應(yīng)用的指定的水平而在所述第一動力車輛和 所述至少 一個遠(yuǎn)程動力車輛上啟動相應(yīng)的制動應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于動力分散式車輛中的制動系統(tǒng)控制的系統(tǒng)和方法，具體而言，涉及一種用于控制動力分散式車輛系統(tǒng)的制動功能的方法，動力分散式車輛系統(tǒng)具有第一動力車輛和聯(lián)接在第一動力車輛上的至少一個遠(yuǎn)程動力車輛，該方法包括在第一車輛的制動系統(tǒng)和第一車輛的動力分散式控制系統(tǒng)之間的主通信鏈路發(fā)生故障之后，在輔助通信鏈路上將信息從制動系統(tǒng)發(fā)送到動力分散式控制系統(tǒng)，其中信息與車輛系統(tǒng)中的懲罰制動應(yīng)用相關(guān)，并且包括懲罰制動應(yīng)用的指定的制動水平；將指定的制動水平的信息發(fā)送給至少一個遠(yuǎn)程動力車輛；以及基于懲罰制動應(yīng)用的指定的水平而在第一動力車輛和至少一個遠(yuǎn)程動力車輛上啟動相應(yīng)的制動應(yīng)用。還涉及用來執(zhí)行此方法的系統(tǒng)。
文檔編號B61H11/00GK101638099SQ20091015924
公開日2010年2月3日 申請日期2009年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月1日
發(fā)明者E·A·史密斯, J·G·科里, M·W·惠勒, R·帕蘭蒂, R·拉特內(nèi)薩 申請人:通用電氣公司