EP2002 制动控制系统 一般技术描述 （通用说明，个别项目有异）
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目录
1 首字母缩写词及缩略词................................................................................... 5
2 介绍................................................................................................................ 6
分布式控制............................................................................................................ 7
2.1
2.2 传统方法.................................................................................................................. 7 分布式方法............................................................................................................... 8
3 系统特点......................................................................................................... 9
3.1
3.2 标准特点.................................................................................................................. 9 可选择的特点......................................................................................................... 10
4 运行环境....................................................................................................... 12
5 系统结构....................................................................................................... 13
5.1
5.2
5.3
5.4 列车水平结构......................................................................................................... 13 EP2002结构.......................................................................................................... 13 网络结构................................................................................................................ 16 装置结构................................................................................................................ 18
6 功能描述....................................................................................................... 20
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
6.10
6.11
6.12
6.13 常用制动................................................................................................................ 20 紧急制动................................................................................................................ 21 车轮滑动保护......................................................................................................... 25 低制动供气风缸（可选择）................................................................................... 26 制动施加指示器..................................................................................................... 26 远程释放（可选择）.............................................................................................. 26 位置编码（可选择）.............................................................................................. 26 加热器控制（可选择）........................................................................................... 27 可编程输入/输出.................................................................................................... 27 自测....................................................................................................................... 27 运行试验................................................................................................................ 28 事件记录................................................................................................................ 29 人机装置（MMU ）................................................................................................ 29
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7 系统接口....................................................................................................... 31
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6 物理接口................................................................................................................ 31 气压输入................................................................................................................ 31 气压输出................................................................................................................ 31 电气与电子输入..................................................................................................... 31 电气与电子输出..................................................................................................... 32 可编程输入/输出.................................................................................................... 32
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插图索引
图 1 - 传统的制动控制方法...................................................................................................... 7
图 2 - EP2002分布式控制....................................................................................................... 8
图 3 - EP2002系统边界......................................................................................................... 13
图 4 - EP2002智能阀输入/输出............................................................................................. 14
图 5 - EP2002通路阀输入/输出............................................................................................. 15
图 6 - 高实用性网络............................................................................................................... 17
图 7 - 装置结构...................................................................................................................... 18
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1 首字母缩写词及缩略词
首字母缩写词 意义
ASP
BCP
BCU
BSR
CAN
LBSR
MVB
MMU
PWM
PVU
RTC
VLCP
WSP
SB
EB
RR
EMJ
空气悬挂系统压力， 制动缸压力 制动控制单元 制动供气风缸 受控区域网络 低制动供气风缸 多功能车辆总线 人机装置 脉宽调制 气动阀单元 实时时钟 可变载荷控制压力 车轮滑动保护 常用制动 紧急制动 远程释放 紧急冲动限制
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2 介绍
EP2002制动器控制系统是最新一代的轨道车辆制动器控制系统，将分布机构结合到了一个机
电一体化的设计包中。本文对该系统及其特点作了介绍。本文分为几个部分，分别叙述了系统
性能或功能的一个特定区域。下表描述了各主要部分，并提供了一个简短的内容概述。
分布控制 EP2002中分布控制原理的解释，以及相对于传统制动系统的特
点。
系统特点 列举了系统可以提供的各种特点，分为标准特点和可选择的特
点。
运行环境
系统性能
系统体系 定义了系统设计运行的环境条件，包括温度、寿命、振动等。 系统可以达到的一些性能参数范围。 构成EP2002制动系统的核心产品的描述，以及系统灵活性所允
许的一些可能的组合。
功能描述 关于如何在核心产品中实现系统特点的详细回顾。所覆盖的关键
特点包括常用制动（SB ）、紧急制动（EB ）和车轮滑动保护
（WSP ）。
系统接口 关于核心产品在配合系统上的电气、电子、气动和物理接口的特
性的详细描述。
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分布式控制
2.1 传统方法
传统制动控制系统是由一系列元素构成的，包括集中气动控制、集中电子控制和本车转向架气
动控制阀，如下面图1所示。
集中组合的WSP 和制动控制电子装置控制安装于每个转向架上的集中制动控制气动阀和
WSP 控制阀。
图 1 - 传统的制动控制方法 21/10/04 第7页 共35页
2.2 分布式方法
EP2002将制动控制和带气动阀的制动管理电子装置结合在了安装于每个转向架上的单个机电
一体化包中（EP2002阀门）。这些气动阀用于常用制动（SB ）、紧急制动（EB ）和车轮滑
动保护（WSP ）。气动供应可以是从一个中心点到每个EP2002阀，也可以是到本车每个
阀。如下面图2所示。
图 2 - EP2002分布式控制
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3 系统特点
本节介绍了EP2002中具有的系统特点。这些特点分为所有合同都提供的特点（即标准特点）
和应可户要求提供的特点（即可选择发特点）。有关接口详情参见第8节。
3.1 标准特点
3.1.1 设计寿命
系统在第5节中规定的环境条件下的设计寿命为40年。大修时间设定为9年，而且每个装置
都有一个软件控制的寿命到期指示器，在设备需要进行大修时会发出警告。
3.1.2 常用制动
常用制动是针对每个转向架进行的，按照本车空气悬挂系统压力（ASP ）进行载荷补偿。常用
制动功能可以配置为故障释放或故障施加。
3.1.3 紧急制动
紧急制动是针对每个转向架进行的，按照本车ASP 进行载荷补偿。紧急制动器可以配置为故
障超载载荷或空车载荷或者介于二者之间的任何数值。
3.1.4 车轮滑动保护（WSP ）
WSP 通常是按照轴控制提供的，在常用制动和紧急制动期间都可激活。WSP 控制可以在每个
转向架上配置，以满足应用要求。
4.1.5 制动施加指示器
EP2002系统连续地监视轴1和2上的制动器缸压力（BCP ），并在BCP 超过设定值时向列
车管理系统提供一个硬线通知信号。
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4.1.6 电池供电电压
EP2002系统的标准供电电压范围为24V 至110V 。
4.1.7 列车总线通讯
EP2002在设计上支持4.2.2节中列出的各种列车数据总线标准的通讯。
3.2 可选择的特点
以下特点被认为是可选择的。
3.2.1 硬线通讯
EP2002可以通过较为传统的方法来接收制动控制信息，如制动器模式电线和PWM 信号。
3.2.2 列车总线通讯
EP2002系统可以与下列各种不同的列车总线标准接口。
•
•
•
• MVB Lonbus FIP RS485
3.2.3 可配置继电器输入/输出
EP2002系统提供了一系列的无电压触点，可以配置为常开触点或常闭触点。车辆制造者可以
利用这些触点对各种辅助系统提供简单的控制，比如：
•
•
•
• 轨道制动控制， 洗涤器制动控制， 撒沙控制继电器输出， 车轮旋转指示。
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3.2.4 远程释放
EP2002系统允许从远程位置（例如：驾驶室）下达制动器释放指令。此设施的目标是帮助恢复具有较高的安全危险的深隧道搁浅的列车。远程释放功能（RR ）不能超越紧急制动。
3.2.5 紧急冲动限制
施加在制动器缸上的紧急制动压力的速率可以按照不同合同的要求进行配置。
3.2.6 LBSR指示
当遇到制动供气风缸中的气耗尽（LBSR ）的情况时，EP2002提供了一个硬线通告信号给列车管理系统接口。
4.2.7 4 - 20mA电流驱动器
电流驱动器可以作为一个选择项提供。接口的详情参见第8节。
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4 运行环境
下表详细描述了标准EP2002系统的设计运行环境。
环境
规格
温度45 °C 至+ 55 °C 环境（装置壳体之外） 湿度 振动 密封
0至100 %相对湿度 BSEN61373 Cat 1
IP 66 (用户装配管线材料及安装严格配合遵守要求)
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5 系统结构
本节描述了EP2002制动系统的整体结构。它从列车水平开始，考虑了与周围系统/子系统的接口，然后考虑了EP2002系统本身内的责任划分，最后考虑的是分散装置内的结构。
5.1 列车水平结构
下图3显示了EP2002系统在列车制动系统内的安装方式。
图 3 - EP2002系统边界
5.2 EP2002结构
在上图3显示的EP2002系统边界内，所有的EP2002系统都是采用将两个核心产品安排到所需的网络配置中而构成的。这两个核心产品是EP2002通路阀和EP2002智能阀，分别安装在它们所控制的转向架上（每个转向架一个阀门）。这两个核心产品通过一根专用的CAN 制动器总线连接在一起。
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5.2.1 EP2002智能阀
EP2002智能阀是一个‘机电一体化’的部件，包括一个电子控制部分，直接安装在气动伺服阀上，称为气动阀门装置（PVU ）。每个阀门分别按照由其相应的EP2002通路阀通过CAN 制动器总线提供给它的制动要求来控制其所在转向架上的制动器执行机构中的制动器缸压力（BCP ）。装置按照转向架提供常用制动和紧急制动，同时还进行每根轴的WSP 控制。阀门采用软件和硬件组合的方式予以控制和监视，从而能够检测到潜在的危险故障。车轮滑动保护是采用本车取得的轴速数据和从其他阀门（通路阀或智能阀）获得的速度数据相结合并通过专用CAN 制动器总线来提供的。下图4显示了智能阀的输入/输出。
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6.2.2 EP2002通路阀
EP2002通路阀执行EP2002智能阀的所有功能，另外还能够执行制动管理功能和提供EP2002控制系统与列车管理系统之间的接口。EP2002通路阀可以进行量身定制以便与MVB 、LON 、FIP 和RS485通讯网络和（或）传统的列车线及PWM 系统接口。在任何EP2002系统中，EP2002通路阀内的制动管理功能可以将制动器作用力要求分配到列车上安装的所有制动系统上，以便达到驾驶员所要求的制动作用力。图5显示了通路阀的输入/输出。
图 5 - EP2002通路阀输入/输出
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5.3 网络结构
上述两个核心产品可以以几种方式排列在一起，以适应系统的实用性和成本要求。本节提供了两个示例网络：高实用性和最低的成本。无论系统要求如何，以下规则总是适用于EP2002网络结构的创建：
• 网络中必须有至少一个EP2002通路阀，用以执行制动器管理功能（主通路）。
• 每个CAN 部分中必须有至少一个EP2002通路阀，用于将来自或去向EP2002智能阀的
制动信息分配到CAN 部分上。CAN 部分的长度可以为2至10个转向架（1至5节车厢）。
• 每个通路阀或智能阀都引入了硬线安全输入, 如紧急线和远程释放功能。
5.3.1 高实用性网络
EP2002具有可支持许多系统结构的内在能力。当有两个EP2002通路阀安装在一个CAN 总线部分上时，摩擦常用制动的实用性达到最大，内置的EP2002通路阀角色管理软件保证一个阀门分配为主通路角色，而另一个EP2002通路阀则以‘热备用’模式运行。当主通路阀发生故障时，另一个通路阀则被提升为主通路角色，从而能够提供不间断的常用制动控制。 EP2002系统支持的制动器系统CAN 总线部分范围从最少两个EP2002阀门到最多十个EP2002阀门。将制动器系统CAN 总线的长度伸展到一台车厢以外有助于减少EP2002通路阀的数目，同时又能保持主通路阀和‘热备用’通路阀的实用性优势。如果制动系统CAN 总线上只安装了一个EP2002通路阀，则当它发生故障时，将会导致有关制动器系统CAN 总线上的摩擦常用制动失灵。在设计EP2002系统时，应当在成本和发生故障时可接受的制动失灵之间寻找一个平衡。
图6显示了一个系统结构。其中，当一个EP2002通路阀发生故障时，所引起的最大常用摩擦制动失灵只限于一个转向架上。因为第二个EP2002通路阀将会取代故障装置的主通路角色。
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图 6 - 高实用性网络
在此网络中，制动系统CAN 总线延伸在车厢之间，从而使第二个通路阀能够承担无故障装置的控制。如果制动器系统CAN 总线被分为两个相等的部分，每个通路阀控制其中一个部分，则一个通路阀失灵将会导致故障装置所控制的CAN 部分上的常用摩擦制动能力失灵（即总量的50 %）。
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5.4 装置结构
下图7表现的是EP2002阀门内的结构。后面各节描述了构成EP2002通路阀和智能阀的不同元件之间的功能责任的分割。
图 7 - 装置结构
装置外壳
重型挤出式阳极氧化铝壳体。它可以保护电子装置免受运行环境的侵害，可以为装置提供IP 66级的密封。
气动阀单元（PVU ）
在本车制动控制卡的指示下，此气动伺服装置控制着本车轴上的BCP 压力，提供常用制动、紧急制动以及车轮滑动保护。
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电源装置（PSU ）卡
此卡接收电池和加热器电源。主电源经过调节，并分配到装置内的其他电子装置卡上。加热器电源供应给装置加热器，从而能够实现极低温度下的运行。
本车制动控制卡
此卡根据由主通路装置经过专门的CAN 总线收到的制动命令控制着PVU ，以提供常用制动、紧急制动以及车轮滑动保护。
制动器管理（BCU ）卡
此卡只装在EP2002通路阀上，包括了对整个列车进行制动器管理所需的功能。还可以支持可配置的输入/输出端口。对于主通路的情况，制动器管理功能是活动的，并且通过CAN 总线与所有其他的智能阀和通路阀保持通讯。对于非主通路的通路阀类型，BCU 卡可以作为一个远程输入/输出（RIO ），从而能够在访问CAN 总线的同时不需要将线路信号发往主通路。
5.4.1 气动结构
EP2002阀门的气动部分与通路阀和智能阀变体完全相同，称为气动阀单元（PVU ）。其功能区域可分组如下。
一次调节
有一个继电器阀负责将气动阀单元供应的压力调低到一个与加载紧急制动压力相对应的水平上。它还负责在电子称重系统失灵时提供一个机械的紧急空车压力。
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二次调节
二次调节器位于一次调节器的上部，负责将供应至制动器缸的最大压力限制在一个与满载荷车辆紧急制动压力相对应的水平上。
称重
负责提供一控制压力给一次调节继电器阀。此控制压力在常用制动与紧急制动期间可被激活，并且与通过安装集管提供给装置的空气悬挂系统压力成比例。
BCP 调节
负责从一次调节器提取输出压力，并将它进一步调节至BCP 所需的水平。BCP 调节部分还负责通过WSP 激活对制动器缸压力进行气动控制。
链接阀
链接阀使得BCP 输出能够进行气动连接和分离。在常用与紧急制动期间，两个BCP 输出被连接，使得单个转向架的控制成为可能。在WSP 激活期间，两根轴相互气动隔离，每根轴上的BCP 通过BCP 调节进行独立控制。
远程释放（可选择）
负责促进4.2.4节中描述的远程释放功能。
紧急急动限制（可选择）
负责促进4.2.5节中描述的紧急冲动限制功能。
6 功能描述 6.1 常用制动
在常用制动中，本车制动器控制卡将悬挂系统的载荷信息提供给本车制动管理功能，并按照从本车制动管理器接到的称重压力需求来控制常用制动器缸压力。常用制动器缸压力的控制利用安装在PVU 上的EP 阀门和压力传感器形成闭路。
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6.2 紧急制动
6.2.1 EB原则
在整个EP2002系统中，有关紧急制动器的原则是它必须通过硬件（电子装置和气体力学装
置）实施，并且要独立于微处理器的控制。经过独立的评定，紧急制动器的安全完整性水平在
车厢上达到了SIL3，在列车上达到了SIL4。
6.2.2 EB运行
下图显示了紧急制动器在EP2002内的运行。图后进行了叙述。
制动供气风缸（BSR ）压力进入气动阀单元（PVU ），并被分为两条单独的线。第一条较粗
的线将空气供应给一次调节阶段。此阶段主要为继电器阀根据控制压力将BSR 压力下调到一
个中间压力。该控制压力来自BSR 的第二条线，并在称重电子装置硬件的控制之下经过了一套EP 阀门的调节（参见7.2.3节）。控制压力通过二次调节器而被机械地限制在一定的数值
以内。该数值即是能够在一次调节器输出情况下提供满载紧急制动压力的数值。这就保证了制
动器缸不会供给一个大于紧满载紧急制动压力值。
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在需要时，可以在一次调节器的下游设置一个EB 冲动EP 阀门。在紧急制动开始施加时，此
EP 阀门将气流切换到一个阻塞路径，从而限制了EP 压力的施加速度（项目特定）。此阀门
运行失灵将会造成EP 压力的施加速度只受到常用制动/WSP施加气门的限制。
在EMJ 阀门的下游，气流被分为两路，分别供给轴1和轴2。每路供气都通过常用制动器
/WSP EP阀门（SB/WSP EP阀门），之后进入制动缸。在紧急制动情况下，这些EP 阀门处
于非启动状态，使得一次调节器输出阶段中提供的EB 压力具有一个无限制的路径。这些阀门
的状态采用电子硬件连续监视，防止过度的WSP 保持或放气操作影响EB 的性能。每根轴通
过链接EP 阀实现气路连接，而链接EP 阀通常对紧急制动和常用制动气流都是敞开的。当一
根轴的EP 阀门失灵时，此阀门使得两根轴的制动缸由一根轴的气源供气。
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所有的EP 阀门都是由控制电子装置控制的。此电子装置的运行概括于下图中。
黄色方块中为紧急制动主要功能的电子硬件。蓝/黄色方块中为电动 - 气动EP 阀门，是电子装
置与PVU 之间的接口。橙色方块是全常用制动器备用功能，将在下面予以解释。
示意图显示了紧急制动功能中的通道的数目，因此也展示了冗余度。主紧急制动控制的发生从
硬线EB 回路通过轴特定紧急通道而进入主制动控制轴1和2。此功能块代表了选择不同制动
模式的逻辑。此逻辑是单纯在硬件中实现的，如下面所述。
在系统内有三种制动模式：常用制动、紧急制动和车轮滑动保护（WSP ）。电子装置内的通
常（缺省）制动模式是常用制动。在牵引和滑行期间以及正常（非滑行）常用制动器运行时，
此通道处于控制状态下。如果检测到滑动行为，则通过常用制动指令要求选择WSP 通道。
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在紧急制动期间，WSP 也会启用，通过硬件计时器保护EB 的运行免受过度的WSP 保持/放
气状态。（如果WSP 计时器跳闸，WSP 行为将不会引起WSP 通道被选择。）
如果制动控制轴1和2无法进行正确紧急制动（无论出于任何原因），则备用全常用制动发生
作用。如果EP2002系统内的任何EP2002阀门检测到紧急制动要求，则此信息被传输到控制
通路阀，一个全常用制动要求通过控制通路阀而被施加到所有的装置上。
然后主紧急控制被按照具体的轴分开，通过硬件“开关”而到达前图中看到的EP 阀门。如前
面所述，在紧急制动中，这些EP 阀门处于失电状态，而且气流可通过。EP 阀门所处的位置
与制动控制器端口下游防滑阀WSP 处现有的配备WSP 相同。
EB 通过采用硬件计时器而被保护，防止意外WSP 行为。这些计时器监视着要求的阀门状
态，防止制动缸中压力被过度保持或放空。当发生计时器跳闸时，开关被闭锁在一个制动施加
位置上。为了使闭锁复位、开关返回到正常的制动控制状态，必须达到计时器保持时间，并且
制动控制要求必须处于入口状态。
当单轴控制失灵时，气动链接阀向两个制动器缸提供空气。
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6.2.3 称重系统
如7.2.2节中所述，一次调节阶段需要进行称重调节。为了实现这一点，控制电子装置将会测
量提供给PVU 的空气悬挂系统压力，然后通过称重EP 阀门的运行将适当的控制压力提供给
一次调节器。ASP 压力和控制压力之间的关系储存在PAL 装置中，正是这种逻辑控制着EP
阀门。
6.3 车轮滑动保护
EP2002阀内提供了车轮滑动保护，系统通过控制制动力来检测和纠正车轮滑动。每根轴上安
装的速度探头用于监视轴速，此信息在CAN 部分内的EP2002阀之间分享。
如果一个EP2002阀门检测到滑动，它将控制制动缸压力以纠正滑动的轴。
当列车制动时，车轮滑动控制能够独立地控制检测到滑动时每根轴上的制动力。采用两种滑动
检测方法来确定是否存在着持续的低粘着条件：
一旦检测到以上两种条件中的任何一种，控制系统都会按照一定的间隔进行地速测试，以便更
新计算真实的列车速度。系统能够精确地控制滑动的深度，从而使轨道条件能够进行调整。这
样可以提高后续车轮的粘着条件，使低粘着条件下的制动力最大化，同时保证不会造成车轮损
坏。当WSP 运算法则确定粘着条件已经恢复正常时，系统返回到其原始状态，定期地速测定
停止。
为了保证制动器不会长时间释放，采用了硬件监视器回路来监视阀门状态。
轴的减加速度检测是独立于所有其他轴的，轴之间的补偿将不会对其准确度产生影响，但软件
中使用了来自维护时输入的实际车轮尺寸来为每根轴提供精确的减加速度检测。
a ） b ） 单个轴是否过度减速。 每根轴之间是否存在速度差，以及轴是否在最高速度转动。
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6.4 低制动供气风缸（可选择）
EP2002阀门可以将由于WSP 工作造成的压力损耗控制在一定压力之上来确保紧急制动的用
气量。由每个EP2002阀监视着供气压力。当压力降低到一定的门槛值时，EP2002入口和排
气阀门的WSP 控制可以由阀控制硬件进行本车隔离，一个来自EP2002阀门的无压力输出将
会改变状态。EP2002输入和排气阀门的常用制动控制仍保持激活状态。
6.5 制动施加指示器
设有一个常开的无电压继电器输出来指示压力超过0.4巴的情况。当制动施加指示器条件为
“假”时，继电器触点闭合。制动施加指示器独立于EP2002微控制器。
6.6 远程释放（可选择）
可以将一个远程释放功能可包括为EP2002阀的组成部分。当远程释放输入启动时，供气压力
被隔离，来自阀门的制动缸输出排放到大气中。设有一个硬件联锁，可以在出现紧急制动要求
时阻止EP2002阀门远程释放。
6.7 位置编码（可选择）
可以提供一个位置编码插头。此插附在阀门安装集管上，用于配置与车厢位置相关的紧急压力
控制（ASP 与VLCP 的关系）。编码还用于EP2002通路阀和智能阀内的CAN 总线配置。这
样就允许对任何给定的车辆平台单独建立通路阀和智能阀。
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6.8 加热器控制（可选择）
当EP2002应用于环境温度可能降低到 - 20°C 以下的区域时，需要包括加热器和控制回路，
以保持阀门的性能。阀门内的回路用于测量壳体内的温度。当温度降低到5°C 以下时，加热
器回路被启动。
6.9 可编程输入/输出
在通路阀BCU 内有许多可编程的输入和输出。此I/O设计配置在车辆平台的应用配置内。每
个EP2002通路阀能够接受8位电池供电电压下的数字输入。每个EP2002通路阀还可以提供
最多4个无电压继电器输出。因此，每节车厢的两个通路阀最多可以给出16个数字输入和8
个数字输出（6个PWM 输入、6个PWM 输出和2 x 4 - 20 mA输出 - 可选择）。继电器输出
可以配置为常开或常闭，可用于执行有关的辅助功能，例如：
•
•
• 速度开关， 撒沙控制， 压缩机控制等。
6.10 自测
系统能够进行两个等级的制动自测，一个短的本车制动试验和一个交互式主制动器试验。
通路阀BCU 运行系统进行自测，应要求主动地检查和检测硬件故障。当运行条件使得自测操
作不会危及系统安全时，BCU 只进行自测。
6.10.1 短自测
短自测包括以下内容：
•
•
•
•
•
• BCP 和VLCP 传感器的精确度的检查。 检查常用制动控制条件下的输入和排气阀的运行。 电子紧急制动器试验。 检查WSP 制动控制条件下的输入和排气阀的运行。 检查WSP 硬件计时器的运行。 BCU 继电器输出状态的检查。
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自测的结果和状态将会报告给列车管理系统。
6.10.2 主制动试验（典型）
EP2002制动器系统可以含有一个交互式制动器试验，其中涉及到要求驾驶员在制动器系统上
进行一些操作来检查紧急回路、控制和驾驶室中的紧急按钮的完整性。
主制动试验一旦开始，将会涉及到给驾驶员的一系列的指示，然后检查制动器系统的响应，并
将所发现的任何故障通过列车管理系统报告给驾驶员。
主制动器试验是BCU 内的应用配置的组成部分，但一般会覆盖：
•
•
• 常用制动缸压力和要求的等级； 控制器启动的紧急制动缸压力； 按钮启动的紧急制动缸压力。
6.11 运行试验
EP2002系统进行运行试验以检测硬件和软件故障。运行试验包括对以下内容的检查：
•
•
•
•
•
•
•
• 对所有易失性存储器和非易失性存储器的存储检查。 对总校验的程序代码检查。 编码插头极性检查（如果安装了的话）。 泄漏率检测检查，以确定是否存在过大的BCP 泄漏率。 对LSBR 跳闸的监测，以实现BSR 压力的正确运行（如果安装了的话）。 对外部LBSR 的监测，以保证外部LBSR 跳闸期间能够禁止WSP （如果安装了的话）。 对紧急制动称重状态的监测，用于发现编码极性错误、编码矛盾、ASP 故障等。 对称重BCP 的监测，通过监测ASP 和车厢编码的VLCP 压力来发现BSR 压力调节器的
输出压力是否有错误。
• 压力传感器 - 将检测BCP 、ASP 、 BSRP、VLCP 和辅助压力传感器有无超范围信
号（按照特定的硬件配置）。
•
• WSP 计时器跳闸监测，用于发现阀门控制器有无WSP 硬件计时器跳闸。 监测加热器控制器是否能够相对于PVU 温度正确运行，加热器“开”的信号监测加热器
供电电压（如果安装了的话）。
• 监测硬件阀门控制器是否能够实现正确的逻辑运行。
第28页 共35页 21/10/04
• 监测测速计速度探头的供电电流是否正确，是否有开路，测速计固定时有无故障（仅限于
电压探头）。
•
• 检查制动施加指示器是否能够相对于BCP 1 & 2实现正确的逻辑运行。 检查冲动计时器是否能够相对于紧急输入和冲动计时器状态实现正确的运行。
6.12 事件记录
EP2002系统保持的记录中包括了关于以下事项的数据：
一般性统计
•
•
•
•
•
•
• 将记录相对于运行数据的统计。 一般性事件。 将记录相对于本车和一般故障的数据。 管理事件。 将记录一般管理事件，例如记录下载和编码上载。 有关特定的应用（制动管理）记录。 有关特定应用故障和正常监视数据的列车制动管理器、部分制动管理器和本车制动管理器
事件。
6.13 人机装置（MMU ）
BCU 运行系统可以支持以下数据，通过CAN 通讯接口与MMU 进行交换：
BCU 记录信息 BCU将应要求将其记录信息下载到MMU 。
BCU 当前状态 BCU将应要求下载其当前的正常/故障状况信息至MMU 。
BCU 现场数据 BCU应要求将选择的BCU 应用级现场数据下载至MMU 。应要
求可以提供RIO 基于输出反馈的当前物理输出状态。
RTC 更新 应要求BCU 应当更新来自MMU 的RTC 。BCU 应要求将当前的
日期和时间提供给MMU 。
编码更新 BCU应要求上载来自MMU 的新的应用和配置编码。进入最小维
护模式之后，BCU 将只接受新的编码。BCU 接受不同的快闪编
程运算法则，以实现产品寿命期间的快闪硬件升级。
21/10/04 第29页 共35页
EP2002运行系统可以支持以下数据，通过CAN 通讯接口与MMU 进行交换：
记录信息 EP2002阀门将应要求将其记录信息下载到MMU 。
当前状态 EP2002阀门将应要求下载其当前的正常/故障状况信息至
MMU 。
现场数据 EP2002阀门应要求将选择的EP2002现场数据下载至MMU 。
（通常只用于调试活动期间。）
编码更新 EP2002阀门应要求将上载来自MMU 的新的应用和配置编码。
自测启动 当MMU 要求时，以及当运行条件使得自测操作不会危及系统安
全时，EP2002阀门将开始其自测顺序。
常用指示器 EP2002阀门应要求将下载常用指示器的细节至MMU 。应MMU
的要求，EP2002阀门将复位其常用指示器。
21/10/04 第30页 共35页
7 系统接口
7.1 物理接口
尺寸………………………….. 参见附录A 中的数据表。
管路连接…………………….. 参见附录A 中的数据表。
装置重量……………………… 参见附录A 中的数据表。
空气供应过滤器……………….. 最大粒径25微米。
空气干燥器…………………… 对于环境温度低于冰点的情况，需要采用一台空气干燥器。
7.2 气压输入
2 x 辅助压力……………….... 0至10.3巴。
制动供气风缸……………... 0至10.3巴。
2 xASP压力……..………….. 0至7巴。
7.3 气压输出
2 x BC压力……..…………… 0至7巴。
7.4 电气与电子输入
紧急回路…………. …………. 列车电池电压（启动以释放）。
速度探头输入……….. ……… x 2活性电流或活性电压。
远程释放（可选择）……….. 列车蓄电池电压。
加热器（可选择）………..…. 列车蓄电池电压。
列车蓄电池电压………………..
供电电压
最小值
最大值
21/10/04 第31页 共35页 77 参见下表。
7.5 电气与电子输出
低BSR （可选择）……. 一套常开无电压触点。（固体状态）
最大电流 - 80mA，在整个温度范围和16.8 - 137.5 v的电压范围
内。
固体状态开关电阻在25°C 时为35欧姆。
与固体状态继电器串联的PTC 保护装置在25°C 时将具有56欧姆
的额定电阻。
“关”状态泄漏电流小于2微安。
施加制动器….……….. 常开或常闭的无电压触点。
触点额定值： - 0.2A @ L/R = 7ms
加湿电流： - 10mA @ 10V（最小值）
与触点串联的PTC 保护装置在25°C 时将具有8.4欧姆的额定电
阻。
7.6 可编程输入/输出
此外，每个EP2002阀门应当能够提供以下可软件编程的输入输出，以满足应用特定的要求：
8输入（列车蓄电池电压） 供电电压
最小值
最大值
4个无电压继电器输出
可选择的常开或常闭触点
触点额定值：- 0.2A @ L/R = 7mS @ 110V
加湿电流：- 10 mA @ 10v（最小值）
与触点串联的PTC 保护装置在72/96/110V下、25°C 时将具有8.4欧姆的额定电阻。 77 21/10/04 第32页 共35页
列车线系统（可选择）
对于需要列车线制动器控制系统的系统，每个EP2002阀门上可提供以下输入/输出。
2 x PWM输入
频率
调制范围
功能
运行 ：- ：- ：- ：-
：-
：- 最小值0 %至最大值100 % 最小值10 %至最大值90 % 可通过外观隔离 高 > 18伏特，低
输入电流 ：- 20 mA 最大值（在30 V时）
3 x PWM输出
频率
电源阻抗
输出电压
电源 ：- 500 Hz +/- 10 % ：- 600欧姆（来自30伏特电源） ：- ：- 电源电压30V +/- 5%，输出与载荷有关 与公共电源之间具有电流隔离
1 x 0-20 mA电流驱动输出
0 mA至20 mA最大阻抗1.2 KΩ
电源
：- 在PWM 和电流回路输出之间分享。
21/10/04 第33页 共35页
附录A
EP2002通路阀和智能阀数据表
21/10/04 第34页 共35页
21/10/04
第35页
共35页
EP2002 制动控制系统 一般技术描述 （通用说明，个别项目有异）
21/10/04 第1页 共35页
目录
1 首字母缩写词及缩略词................................................................................... 5
2 介绍................................................................................................................ 6
分布式控制............................................................................................................ 7
2.1
2.2 传统方法.................................................................................................................. 7 分布式方法............................................................................................................... 8
3 系统特点......................................................................................................... 9
3.1
3.2 标准特点.................................................................................................................. 9 可选择的特点......................................................................................................... 10
4 运行环境....................................................................................................... 12
5 系统结构....................................................................................................... 13
5.1
5.2
5.3
5.4 列车水平结构......................................................................................................... 13 EP2002结构.......................................................................................................... 13 网络结构................................................................................................................ 16 装置结构................................................................................................................ 18
6 功能描述....................................................................................................... 20
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
6.10
6.11
6.12
6.13 常用制动................................................................................................................ 20 紧急制动................................................................................................................ 21 车轮滑动保护......................................................................................................... 25 低制动供气风缸（可选择）................................................................................... 26 制动施加指示器..................................................................................................... 26 远程释放（可选择）.............................................................................................. 26 位置编码（可选择）.............................................................................................. 26 加热器控制（可选择）........................................................................................... 27 可编程输入/输出.................................................................................................... 27 自测....................................................................................................................... 27 运行试验................................................................................................................ 28 事件记录................................................................................................................ 29 人机装置（MMU ）................................................................................................ 29
第2页 共35页 21/10/04
7 系统接口....................................................................................................... 31
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6 物理接口................................................................................................................ 31 气压输入................................................................................................................ 31 气压输出................................................................................................................ 31 电气与电子输入..................................................................................................... 31 电气与电子输出..................................................................................................... 32 可编程输入/输出.................................................................................................... 32
21/10/04 第3页 共35页
插图索引
图 1 - 传统的制动控制方法...................................................................................................... 7
图 2 - EP2002分布式控制....................................................................................................... 8
图 3 - EP2002系统边界......................................................................................................... 13
图 4 - EP2002智能阀输入/输出............................................................................................. 14
图 5 - EP2002通路阀输入/输出............................................................................................. 15
图 6 - 高实用性网络............................................................................................................... 17
图 7 - 装置结构...................................................................................................................... 18
21/10/04 第4页 共35页
1 首字母缩写词及缩略词
首字母缩写词 意义
ASP
BCP
BCU
BSR
CAN
LBSR
MVB
MMU
PWM
PVU
RTC
VLCP
WSP
SB
EB
RR
EMJ
空气悬挂系统压力， 制动缸压力 制动控制单元 制动供气风缸 受控区域网络 低制动供气风缸 多功能车辆总线 人机装置 脉宽调制 气动阀单元 实时时钟 可变载荷控制压力 车轮滑动保护 常用制动 紧急制动 远程释放 紧急冲动限制
21/10/04 第5页 共35页
2 介绍
EP2002制动器控制系统是最新一代的轨道车辆制动器控制系统，将分布机构结合到了一个机
电一体化的设计包中。本文对该系统及其特点作了介绍。本文分为几个部分，分别叙述了系统
性能或功能的一个特定区域。下表描述了各主要部分，并提供了一个简短的内容概述。
分布控制 EP2002中分布控制原理的解释，以及相对于传统制动系统的特
点。
系统特点 列举了系统可以提供的各种特点，分为标准特点和可选择的特
点。
运行环境
系统性能
系统体系 定义了系统设计运行的环境条件，包括温度、寿命、振动等。 系统可以达到的一些性能参数范围。 构成EP2002制动系统的核心产品的描述，以及系统灵活性所允
许的一些可能的组合。
功能描述 关于如何在核心产品中实现系统特点的详细回顾。所覆盖的关键
特点包括常用制动（SB ）、紧急制动（EB ）和车轮滑动保护
（WSP ）。
系统接口 关于核心产品在配合系统上的电气、电子、气动和物理接口的特
性的详细描述。
21/10/04 第6页 共35页
分布式控制
2.1 传统方法
传统制动控制系统是由一系列元素构成的，包括集中气动控制、集中电子控制和本车转向架气
动控制阀，如下面图1所示。
集中组合的WSP 和制动控制电子装置控制安装于每个转向架上的集中制动控制气动阀和
WSP 控制阀。
图 1 - 传统的制动控制方法 21/10/04 第7页 共35页
2.2 分布式方法
EP2002将制动控制和带气动阀的制动管理电子装置结合在了安装于每个转向架上的单个机电
一体化包中（EP2002阀门）。这些气动阀用于常用制动（SB ）、紧急制动（EB ）和车轮滑
动保护（WSP ）。气动供应可以是从一个中心点到每个EP2002阀，也可以是到本车每个
阀。如下面图2所示。
图 2 - EP2002分布式控制
21/10/04 第8页 共35页
3 系统特点
本节介绍了EP2002中具有的系统特点。这些特点分为所有合同都提供的特点（即标准特点）
和应可户要求提供的特点（即可选择发特点）。有关接口详情参见第8节。
3.1 标准特点
3.1.1 设计寿命
系统在第5节中规定的环境条件下的设计寿命为40年。大修时间设定为9年，而且每个装置
都有一个软件控制的寿命到期指示器，在设备需要进行大修时会发出警告。
3.1.2 常用制动
常用制动是针对每个转向架进行的，按照本车空气悬挂系统压力（ASP ）进行载荷补偿。常用
制动功能可以配置为故障释放或故障施加。
3.1.3 紧急制动
紧急制动是针对每个转向架进行的，按照本车ASP 进行载荷补偿。紧急制动器可以配置为故
障超载载荷或空车载荷或者介于二者之间的任何数值。
3.1.4 车轮滑动保护（WSP ）
WSP 通常是按照轴控制提供的，在常用制动和紧急制动期间都可激活。WSP 控制可以在每个
转向架上配置，以满足应用要求。
4.1.5 制动施加指示器
EP2002系统连续地监视轴1和2上的制动器缸压力（BCP ），并在BCP 超过设定值时向列
车管理系统提供一个硬线通知信号。
21/10/04 第9页 共35页
4.1.6 电池供电电压
EP2002系统的标准供电电压范围为24V 至110V 。
4.1.7 列车总线通讯
EP2002在设计上支持4.2.2节中列出的各种列车数据总线标准的通讯。
3.2 可选择的特点
以下特点被认为是可选择的。
3.2.1 硬线通讯
EP2002可以通过较为传统的方法来接收制动控制信息，如制动器模式电线和PWM 信号。
3.2.2 列车总线通讯
EP2002系统可以与下列各种不同的列车总线标准接口。
•
•
•
• MVB Lonbus FIP RS485
3.2.3 可配置继电器输入/输出
EP2002系统提供了一系列的无电压触点，可以配置为常开触点或常闭触点。车辆制造者可以
利用这些触点对各种辅助系统提供简单的控制，比如：
•
•
•
• 轨道制动控制， 洗涤器制动控制， 撒沙控制继电器输出， 车轮旋转指示。
21/10/04 第10页 共35页
3.2.4 远程释放
EP2002系统允许从远程位置（例如：驾驶室）下达制动器释放指令。此设施的目标是帮助恢复具有较高的安全危险的深隧道搁浅的列车。远程释放功能（RR ）不能超越紧急制动。
3.2.5 紧急冲动限制
施加在制动器缸上的紧急制动压力的速率可以按照不同合同的要求进行配置。
3.2.6 LBSR指示
当遇到制动供气风缸中的气耗尽（LBSR ）的情况时，EP2002提供了一个硬线通告信号给列车管理系统接口。
4.2.7 4 - 20mA电流驱动器
电流驱动器可以作为一个选择项提供。接口的详情参见第8节。
21/10/04 第11页 共35页
4 运行环境
下表详细描述了标准EP2002系统的设计运行环境。
环境
规格
温度45 °C 至+ 55 °C 环境（装置壳体之外） 湿度 振动 密封
0至100 %相对湿度 BSEN61373 Cat 1
IP 66 (用户装配管线材料及安装严格配合遵守要求)
21/10/04 第12页 共35页
5 系统结构
本节描述了EP2002制动系统的整体结构。它从列车水平开始，考虑了与周围系统/子系统的接口，然后考虑了EP2002系统本身内的责任划分，最后考虑的是分散装置内的结构。
5.1 列车水平结构
下图3显示了EP2002系统在列车制动系统内的安装方式。
图 3 - EP2002系统边界
5.2 EP2002结构
在上图3显示的EP2002系统边界内，所有的EP2002系统都是采用将两个核心产品安排到所需的网络配置中而构成的。这两个核心产品是EP2002通路阀和EP2002智能阀，分别安装在它们所控制的转向架上（每个转向架一个阀门）。这两个核心产品通过一根专用的CAN 制动器总线连接在一起。
21/10/04 第13页 共35页
5.2.1 EP2002智能阀
EP2002智能阀是一个‘机电一体化’的部件，包括一个电子控制部分，直接安装在气动伺服阀上，称为气动阀门装置（PVU ）。每个阀门分别按照由其相应的EP2002通路阀通过CAN 制动器总线提供给它的制动要求来控制其所在转向架上的制动器执行机构中的制动器缸压力（BCP ）。装置按照转向架提供常用制动和紧急制动，同时还进行每根轴的WSP 控制。阀门采用软件和硬件组合的方式予以控制和监视，从而能够检测到潜在的危险故障。车轮滑动保护是采用本车取得的轴速数据和从其他阀门（通路阀或智能阀）获得的速度数据相结合并通过专用CAN 制动器总线来提供的。下图4显示了智能阀的输入/输出。
21/10/04 第14页 共35页
6.2.2 EP2002通路阀
EP2002通路阀执行EP2002智能阀的所有功能，另外还能够执行制动管理功能和提供EP2002控制系统与列车管理系统之间的接口。EP2002通路阀可以进行量身定制以便与MVB 、LON 、FIP 和RS485通讯网络和（或）传统的列车线及PWM 系统接口。在任何EP2002系统中，EP2002通路阀内的制动管理功能可以将制动器作用力要求分配到列车上安装的所有制动系统上，以便达到驾驶员所要求的制动作用力。图5显示了通路阀的输入/输出。
图 5 - EP2002通路阀输入/输出
21/10/04
第15页 共35页
5.3 网络结构
上述两个核心产品可以以几种方式排列在一起，以适应系统的实用性和成本要求。本节提供了两个示例网络：高实用性和最低的成本。无论系统要求如何，以下规则总是适用于EP2002网络结构的创建：
• 网络中必须有至少一个EP2002通路阀，用以执行制动器管理功能（主通路）。
• 每个CAN 部分中必须有至少一个EP2002通路阀，用于将来自或去向EP2002智能阀的
制动信息分配到CAN 部分上。CAN 部分的长度可以为2至10个转向架（1至5节车厢）。
• 每个通路阀或智能阀都引入了硬线安全输入, 如紧急线和远程释放功能。
5.3.1 高实用性网络
EP2002具有可支持许多系统结构的内在能力。当有两个EP2002通路阀安装在一个CAN 总线部分上时，摩擦常用制动的实用性达到最大，内置的EP2002通路阀角色管理软件保证一个阀门分配为主通路角色，而另一个EP2002通路阀则以‘热备用’模式运行。当主通路阀发生故障时，另一个通路阀则被提升为主通路角色，从而能够提供不间断的常用制动控制。 EP2002系统支持的制动器系统CAN 总线部分范围从最少两个EP2002阀门到最多十个EP2002阀门。将制动器系统CAN 总线的长度伸展到一台车厢以外有助于减少EP2002通路阀的数目，同时又能保持主通路阀和‘热备用’通路阀的实用性优势。如果制动系统CAN 总线上只安装了一个EP2002通路阀，则当它发生故障时，将会导致有关制动器系统CAN 总线上的摩擦常用制动失灵。在设计EP2002系统时，应当在成本和发生故障时可接受的制动失灵之间寻找一个平衡。
图6显示了一个系统结构。其中，当一个EP2002通路阀发生故障时，所引起的最大常用摩擦制动失灵只限于一个转向架上。因为第二个EP2002通路阀将会取代故障装置的主通路角色。
21/10/04 第16页 共35页
图 6 - 高实用性网络
在此网络中，制动系统CAN 总线延伸在车厢之间，从而使第二个通路阀能够承担无故障装置的控制。如果制动器系统CAN 总线被分为两个相等的部分，每个通路阀控制其中一个部分，则一个通路阀失灵将会导致故障装置所控制的CAN 部分上的常用摩擦制动能力失灵（即总量的50 %）。
21/10/04 第17页 共35页
5.4 装置结构
下图7表现的是EP2002阀门内的结构。后面各节描述了构成EP2002通路阀和智能阀的不同元件之间的功能责任的分割。
图 7 - 装置结构
装置外壳
重型挤出式阳极氧化铝壳体。它可以保护电子装置免受运行环境的侵害，可以为装置提供IP 66级的密封。
气动阀单元（PVU ）
在本车制动控制卡的指示下，此气动伺服装置控制着本车轴上的BCP 压力，提供常用制动、紧急制动以及车轮滑动保护。
21/10/04
第18页 共35页
电源装置（PSU ）卡
此卡接收电池和加热器电源。主电源经过调节，并分配到装置内的其他电子装置卡上。加热器电源供应给装置加热器，从而能够实现极低温度下的运行。
本车制动控制卡
此卡根据由主通路装置经过专门的CAN 总线收到的制动命令控制着PVU ，以提供常用制动、紧急制动以及车轮滑动保护。
制动器管理（BCU ）卡
此卡只装在EP2002通路阀上，包括了对整个列车进行制动器管理所需的功能。还可以支持可配置的输入/输出端口。对于主通路的情况，制动器管理功能是活动的，并且通过CAN 总线与所有其他的智能阀和通路阀保持通讯。对于非主通路的通路阀类型，BCU 卡可以作为一个远程输入/输出（RIO ），从而能够在访问CAN 总线的同时不需要将线路信号发往主通路。
5.4.1 气动结构
EP2002阀门的气动部分与通路阀和智能阀变体完全相同，称为气动阀单元（PVU ）。其功能区域可分组如下。
一次调节
有一个继电器阀负责将气动阀单元供应的压力调低到一个与加载紧急制动压力相对应的水平上。它还负责在电子称重系统失灵时提供一个机械的紧急空车压力。
21/10/04 第19页 共35页
二次调节
二次调节器位于一次调节器的上部，负责将供应至制动器缸的最大压力限制在一个与满载荷车辆紧急制动压力相对应的水平上。
称重
负责提供一控制压力给一次调节继电器阀。此控制压力在常用制动与紧急制动期间可被激活，并且与通过安装集管提供给装置的空气悬挂系统压力成比例。
BCP 调节
负责从一次调节器提取输出压力，并将它进一步调节至BCP 所需的水平。BCP 调节部分还负责通过WSP 激活对制动器缸压力进行气动控制。
链接阀
链接阀使得BCP 输出能够进行气动连接和分离。在常用与紧急制动期间，两个BCP 输出被连接，使得单个转向架的控制成为可能。在WSP 激活期间，两根轴相互气动隔离，每根轴上的BCP 通过BCP 调节进行独立控制。
远程释放（可选择）
负责促进4.2.4节中描述的远程释放功能。
紧急急动限制（可选择）
负责促进4.2.5节中描述的紧急冲动限制功能。
6 功能描述 6.1 常用制动
在常用制动中，本车制动器控制卡将悬挂系统的载荷信息提供给本车制动管理功能，并按照从本车制动管理器接到的称重压力需求来控制常用制动器缸压力。常用制动器缸压力的控制利用安装在PVU 上的EP 阀门和压力传感器形成闭路。
21/10/04 第20页 共35页
6.2 紧急制动
6.2.1 EB原则
在整个EP2002系统中，有关紧急制动器的原则是它必须通过硬件（电子装置和气体力学装
置）实施，并且要独立于微处理器的控制。经过独立的评定，紧急制动器的安全完整性水平在
车厢上达到了SIL3，在列车上达到了SIL4。
6.2.2 EB运行
下图显示了紧急制动器在EP2002内的运行。图后进行了叙述。
制动供气风缸（BSR ）压力进入气动阀单元（PVU ），并被分为两条单独的线。第一条较粗
的线将空气供应给一次调节阶段。此阶段主要为继电器阀根据控制压力将BSR 压力下调到一
个中间压力。该控制压力来自BSR 的第二条线，并在称重电子装置硬件的控制之下经过了一套EP 阀门的调节（参见7.2.3节）。控制压力通过二次调节器而被机械地限制在一定的数值
以内。该数值即是能够在一次调节器输出情况下提供满载紧急制动压力的数值。这就保证了制
动器缸不会供给一个大于紧满载紧急制动压力值。
21/10/04 第21页 共35页
在需要时，可以在一次调节器的下游设置一个EB 冲动EP 阀门。在紧急制动开始施加时，此
EP 阀门将气流切换到一个阻塞路径，从而限制了EP 压力的施加速度（项目特定）。此阀门
运行失灵将会造成EP 压力的施加速度只受到常用制动/WSP施加气门的限制。
在EMJ 阀门的下游，气流被分为两路，分别供给轴1和轴2。每路供气都通过常用制动器
/WSP EP阀门（SB/WSP EP阀门），之后进入制动缸。在紧急制动情况下，这些EP 阀门处
于非启动状态，使得一次调节器输出阶段中提供的EB 压力具有一个无限制的路径。这些阀门
的状态采用电子硬件连续监视，防止过度的WSP 保持或放气操作影响EB 的性能。每根轴通
过链接EP 阀实现气路连接，而链接EP 阀通常对紧急制动和常用制动气流都是敞开的。当一
根轴的EP 阀门失灵时，此阀门使得两根轴的制动缸由一根轴的气源供气。
21/10/04 第22页 共35页
所有的EP 阀门都是由控制电子装置控制的。此电子装置的运行概括于下图中。
黄色方块中为紧急制动主要功能的电子硬件。蓝/黄色方块中为电动 - 气动EP 阀门，是电子装
置与PVU 之间的接口。橙色方块是全常用制动器备用功能，将在下面予以解释。
示意图显示了紧急制动功能中的通道的数目，因此也展示了冗余度。主紧急制动控制的发生从
硬线EB 回路通过轴特定紧急通道而进入主制动控制轴1和2。此功能块代表了选择不同制动
模式的逻辑。此逻辑是单纯在硬件中实现的，如下面所述。
在系统内有三种制动模式：常用制动、紧急制动和车轮滑动保护（WSP ）。电子装置内的通
常（缺省）制动模式是常用制动。在牵引和滑行期间以及正常（非滑行）常用制动器运行时，
此通道处于控制状态下。如果检测到滑动行为，则通过常用制动指令要求选择WSP 通道。
21/10/04 第23页 共35页
在紧急制动期间，WSP 也会启用，通过硬件计时器保护EB 的运行免受过度的WSP 保持/放
气状态。（如果WSP 计时器跳闸，WSP 行为将不会引起WSP 通道被选择。）
如果制动控制轴1和2无法进行正确紧急制动（无论出于任何原因），则备用全常用制动发生
作用。如果EP2002系统内的任何EP2002阀门检测到紧急制动要求，则此信息被传输到控制
通路阀，一个全常用制动要求通过控制通路阀而被施加到所有的装置上。
然后主紧急控制被按照具体的轴分开，通过硬件“开关”而到达前图中看到的EP 阀门。如前
面所述，在紧急制动中，这些EP 阀门处于失电状态，而且气流可通过。EP 阀门所处的位置
与制动控制器端口下游防滑阀WSP 处现有的配备WSP 相同。
EB 通过采用硬件计时器而被保护，防止意外WSP 行为。这些计时器监视着要求的阀门状
态，防止制动缸中压力被过度保持或放空。当发生计时器跳闸时，开关被闭锁在一个制动施加
位置上。为了使闭锁复位、开关返回到正常的制动控制状态，必须达到计时器保持时间，并且
制动控制要求必须处于入口状态。
当单轴控制失灵时，气动链接阀向两个制动器缸提供空气。
21/10/04 第24页 共35页
6.2.3 称重系统
如7.2.2节中所述，一次调节阶段需要进行称重调节。为了实现这一点，控制电子装置将会测
量提供给PVU 的空气悬挂系统压力，然后通过称重EP 阀门的运行将适当的控制压力提供给
一次调节器。ASP 压力和控制压力之间的关系储存在PAL 装置中，正是这种逻辑控制着EP
阀门。
6.3 车轮滑动保护
EP2002阀内提供了车轮滑动保护，系统通过控制制动力来检测和纠正车轮滑动。每根轴上安
装的速度探头用于监视轴速，此信息在CAN 部分内的EP2002阀之间分享。
如果一个EP2002阀门检测到滑动，它将控制制动缸压力以纠正滑动的轴。
当列车制动时，车轮滑动控制能够独立地控制检测到滑动时每根轴上的制动力。采用两种滑动
检测方法来确定是否存在着持续的低粘着条件：
一旦检测到以上两种条件中的任何一种，控制系统都会按照一定的间隔进行地速测试，以便更
新计算真实的列车速度。系统能够精确地控制滑动的深度，从而使轨道条件能够进行调整。这
样可以提高后续车轮的粘着条件，使低粘着条件下的制动力最大化，同时保证不会造成车轮损
坏。当WSP 运算法则确定粘着条件已经恢复正常时，系统返回到其原始状态，定期地速测定
停止。
为了保证制动器不会长时间释放，采用了硬件监视器回路来监视阀门状态。
轴的减加速度检测是独立于所有其他轴的，轴之间的补偿将不会对其准确度产生影响，但软件
中使用了来自维护时输入的实际车轮尺寸来为每根轴提供精确的减加速度检测。
a ） b ） 单个轴是否过度减速。 每根轴之间是否存在速度差，以及轴是否在最高速度转动。
21/10/04 第25页 共35页
6.4 低制动供气风缸（可选择）
EP2002阀门可以将由于WSP 工作造成的压力损耗控制在一定压力之上来确保紧急制动的用
气量。由每个EP2002阀监视着供气压力。当压力降低到一定的门槛值时，EP2002入口和排
气阀门的WSP 控制可以由阀控制硬件进行本车隔离，一个来自EP2002阀门的无压力输出将
会改变状态。EP2002输入和排气阀门的常用制动控制仍保持激活状态。
6.5 制动施加指示器
设有一个常开的无电压继电器输出来指示压力超过0.4巴的情况。当制动施加指示器条件为
“假”时，继电器触点闭合。制动施加指示器独立于EP2002微控制器。
6.6 远程释放（可选择）
可以将一个远程释放功能可包括为EP2002阀的组成部分。当远程释放输入启动时，供气压力
被隔离，来自阀门的制动缸输出排放到大气中。设有一个硬件联锁，可以在出现紧急制动要求
时阻止EP2002阀门远程释放。
6.7 位置编码（可选择）
可以提供一个位置编码插头。此插附在阀门安装集管上，用于配置与车厢位置相关的紧急压力
控制（ASP 与VLCP 的关系）。编码还用于EP2002通路阀和智能阀内的CAN 总线配置。这
样就允许对任何给定的车辆平台单独建立通路阀和智能阀。
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6.8 加热器控制（可选择）
当EP2002应用于环境温度可能降低到 - 20°C 以下的区域时，需要包括加热器和控制回路，
以保持阀门的性能。阀门内的回路用于测量壳体内的温度。当温度降低到5°C 以下时，加热
器回路被启动。
6.9 可编程输入/输出
在通路阀BCU 内有许多可编程的输入和输出。此I/O设计配置在车辆平台的应用配置内。每
个EP2002通路阀能够接受8位电池供电电压下的数字输入。每个EP2002通路阀还可以提供
最多4个无电压继电器输出。因此，每节车厢的两个通路阀最多可以给出16个数字输入和8
个数字输出（6个PWM 输入、6个PWM 输出和2 x 4 - 20 mA输出 - 可选择）。继电器输出
可以配置为常开或常闭，可用于执行有关的辅助功能，例如：
•
•
• 速度开关， 撒沙控制， 压缩机控制等。
6.10 自测
系统能够进行两个等级的制动自测，一个短的本车制动试验和一个交互式主制动器试验。
通路阀BCU 运行系统进行自测，应要求主动地检查和检测硬件故障。当运行条件使得自测操
作不会危及系统安全时，BCU 只进行自测。
6.10.1 短自测
短自测包括以下内容：
•
•
•
•
•
• BCP 和VLCP 传感器的精确度的检查。 检查常用制动控制条件下的输入和排气阀的运行。 电子紧急制动器试验。 检查WSP 制动控制条件下的输入和排气阀的运行。 检查WSP 硬件计时器的运行。 BCU 继电器输出状态的检查。
第27页 共35页 21/10/04
自测的结果和状态将会报告给列车管理系统。
6.10.2 主制动试验（典型）
EP2002制动器系统可以含有一个交互式制动器试验，其中涉及到要求驾驶员在制动器系统上
进行一些操作来检查紧急回路、控制和驾驶室中的紧急按钮的完整性。
主制动试验一旦开始，将会涉及到给驾驶员的一系列的指示，然后检查制动器系统的响应，并
将所发现的任何故障通过列车管理系统报告给驾驶员。
主制动器试验是BCU 内的应用配置的组成部分，但一般会覆盖：
•
•
• 常用制动缸压力和要求的等级； 控制器启动的紧急制动缸压力； 按钮启动的紧急制动缸压力。
6.11 运行试验
EP2002系统进行运行试验以检测硬件和软件故障。运行试验包括对以下内容的检查：
•
•
•
•
•
•
•
• 对所有易失性存储器和非易失性存储器的存储检查。 对总校验的程序代码检查。 编码插头极性检查（如果安装了的话）。 泄漏率检测检查，以确定是否存在过大的BCP 泄漏率。 对LSBR 跳闸的监测，以实现BSR 压力的正确运行（如果安装了的话）。 对外部LBSR 的监测，以保证外部LBSR 跳闸期间能够禁止WSP （如果安装了的话）。 对紧急制动称重状态的监测，用于发现编码极性错误、编码矛盾、ASP 故障等。 对称重BCP 的监测，通过监测ASP 和车厢编码的VLCP 压力来发现BSR 压力调节器的
输出压力是否有错误。
• 压力传感器 - 将检测BCP 、ASP 、 BSRP、VLCP 和辅助压力传感器有无超范围信
号（按照特定的硬件配置）。
•
• WSP 计时器跳闸监测，用于发现阀门控制器有无WSP 硬件计时器跳闸。 监测加热器控制器是否能够相对于PVU 温度正确运行，加热器“开”的信号监测加热器
供电电压（如果安装了的话）。
• 监测硬件阀门控制器是否能够实现正确的逻辑运行。
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• 监测测速计速度探头的供电电流是否正确，是否有开路，测速计固定时有无故障（仅限于
电压探头）。
•
• 检查制动施加指示器是否能够相对于BCP 1 & 2实现正确的逻辑运行。 检查冲动计时器是否能够相对于紧急输入和冲动计时器状态实现正确的运行。
6.12 事件记录
EP2002系统保持的记录中包括了关于以下事项的数据：
一般性统计
•
•
•
•
•
•
• 将记录相对于运行数据的统计。 一般性事件。 将记录相对于本车和一般故障的数据。 管理事件。 将记录一般管理事件，例如记录下载和编码上载。 有关特定的应用（制动管理）记录。 有关特定应用故障和正常监视数据的列车制动管理器、部分制动管理器和本车制动管理器
事件。
6.13 人机装置（MMU ）
BCU 运行系统可以支持以下数据，通过CAN 通讯接口与MMU 进行交换：
BCU 记录信息 BCU将应要求将其记录信息下载到MMU 。
BCU 当前状态 BCU将应要求下载其当前的正常/故障状况信息至MMU 。
BCU 现场数据 BCU应要求将选择的BCU 应用级现场数据下载至MMU 。应要
求可以提供RIO 基于输出反馈的当前物理输出状态。
RTC 更新 应要求BCU 应当更新来自MMU 的RTC 。BCU 应要求将当前的
日期和时间提供给MMU 。
编码更新 BCU应要求上载来自MMU 的新的应用和配置编码。进入最小维
护模式之后，BCU 将只接受新的编码。BCU 接受不同的快闪编
程运算法则，以实现产品寿命期间的快闪硬件升级。
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EP2002运行系统可以支持以下数据，通过CAN 通讯接口与MMU 进行交换：
记录信息 EP2002阀门将应要求将其记录信息下载到MMU 。
当前状态 EP2002阀门将应要求下载其当前的正常/故障状况信息至
MMU 。
现场数据 EP2002阀门应要求将选择的EP2002现场数据下载至MMU 。
（通常只用于调试活动期间。）
编码更新 EP2002阀门应要求将上载来自MMU 的新的应用和配置编码。
自测启动 当MMU 要求时，以及当运行条件使得自测操作不会危及系统安
全时，EP2002阀门将开始其自测顺序。
常用指示器 EP2002阀门应要求将下载常用指示器的细节至MMU 。应MMU
的要求，EP2002阀门将复位其常用指示器。
21/10/04 第30页 共35页
7 系统接口
7.1 物理接口
尺寸………………………….. 参见附录A 中的数据表。
管路连接…………………….. 参见附录A 中的数据表。
装置重量……………………… 参见附录A 中的数据表。
空气供应过滤器……………….. 最大粒径25微米。
空气干燥器…………………… 对于环境温度低于冰点的情况，需要采用一台空气干燥器。
7.2 气压输入
2 x 辅助压力……………….... 0至10.3巴。
制动供气风缸……………... 0至10.3巴。
2 xASP压力……..………….. 0至7巴。
7.3 气压输出
2 x BC压力……..…………… 0至7巴。
7.4 电气与电子输入
紧急回路…………. …………. 列车电池电压（启动以释放）。
速度探头输入……….. ……… x 2活性电流或活性电压。
远程释放（可选择）……….. 列车蓄电池电压。
加热器（可选择）………..…. 列车蓄电池电压。
列车蓄电池电压………………..
供电电压
最小值
最大值
21/10/04 第31页 共35页 77 参见下表。
7.5 电气与电子输出
低BSR （可选择）……. 一套常开无电压触点。（固体状态）
最大电流 - 80mA，在整个温度范围和16.8 - 137.5 v的电压范围
内。
固体状态开关电阻在25°C 时为35欧姆。
与固体状态继电器串联的PTC 保护装置在25°C 时将具有56欧姆
的额定电阻。
“关”状态泄漏电流小于2微安。
施加制动器….……….. 常开或常闭的无电压触点。
触点额定值： - 0.2A @ L/R = 7ms
加湿电流： - 10mA @ 10V（最小值）
与触点串联的PTC 保护装置在25°C 时将具有8.4欧姆的额定电
阻。
7.6 可编程输入/输出
此外，每个EP2002阀门应当能够提供以下可软件编程的输入输出，以满足应用特定的要求：
8输入（列车蓄电池电压） 供电电压
最小值
最大值
4个无电压继电器输出
可选择的常开或常闭触点
触点额定值：- 0.2A @ L/R = 7mS @ 110V
加湿电流：- 10 mA @ 10v（最小值）
与触点串联的PTC 保护装置在72/96/110V下、25°C 时将具有8.4欧姆的额定电阻。 77 21/10/04 第32页 共35页
列车线系统（可选择）
对于需要列车线制动器控制系统的系统，每个EP2002阀门上可提供以下输入/输出。
2 x PWM输入
频率
调制范围
功能
运行 ：- ：- ：- ：-
：-
：- 最小值0 %至最大值100 % 最小值10 %至最大值90 % 可通过外观隔离 高 > 18伏特，低
输入电流 ：- 20 mA 最大值（在30 V时）
3 x PWM输出
频率
电源阻抗
输出电压
电源 ：- 500 Hz +/- 10 % ：- 600欧姆（来自30伏特电源） ：- ：- 电源电压30V +/- 5%，输出与载荷有关 与公共电源之间具有电流隔离
1 x 0-20 mA电流驱动输出
0 mA至20 mA最大阻抗1.2 KΩ
电源
：- 在PWM 和电流回路输出之间分享。
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附录A
EP2002通路阀和智能阀数据表
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21/10/04
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