[發明專利]一種符合城軌車輛門系統功能安全需求的可重構門控制器

有效

• 申請號: 201610254843.3
• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN105888432B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 張偉;茅飛;宗凱;陸馳宇;黃莉莉;朱志勇;黃天太;張超
• 申請（專利權）人: 南京康尼機電股份有限公司
• 主分類號: E05F15/659
• 分類號: E05F15/659
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林,閆方圓

技術領域

本發明涉及城軌車輛門系統技術領域，具體涉及一種符合城軌車輛門系統功能安全需求的可重構門控制器。

背景技術

城軌車輛車門控制器用于在地鐵和輕軌等軌道列車車門控制上，接收列車控制系統發送的開門、關門等信號，結合門系統中的傳感器信號，如限位開關、位置傳感器等，實現列車車門的開啟、關閉。

我們知道，城軌列車通常運營線路較短，列車車門需要頻繁的開啟和關閉，一旦門系統發生故障，輕則使該車門被隔離無法使用，嚴重時則會導致列車清客、停運。因此，門系統的安全穩定工作對城軌系統運營有非常重要的意義，車門控制器作為門系統的控制、驅動設備，對門系統的可靠工作更是有著重要作用。

為了提高車門控制器產品的可靠性和質量標準，城軌車輛整機廠家逐步對車門控制器產品提出了功能安全性等級認證的要求。只有產品的設計方案、研發流程獲得了第三方安全認證機構的評估認可，才能夠裝車使用。目前，市面上存在的車門控制器產品，多采用一顆獨立的微控制器，實現外部傳感器信號檢測、車輛網絡信號分析處理、門系統動作邏輯判斷處理、電機運動控制、故障判斷檢測等功能，在車門控制器產品應用到具體客戶項目時，需要根據客戶需求配置部分硬件功能模塊，修改相應的軟件代碼。每個客戶訂單項目都需要執行一次完整的產品研發、測試、試制、認證流程，具體存在的問題和缺點，具體如下，

（1）采用單一控制芯片，軟件和硬件的擴展性差，現有的車門控制器只適用于某個型號的列車，不具備很好的可重構性和普適性；

（2）單一控制芯片需要處理的工作較多，處理器的性能有限，無法添加處理更多的功能；

（3）車門控制器產品應用到不同客戶項目時需要對其內的軟件或硬件進行部分設計更改，這就導致需要重新對車門控制器產品進行一輪研發、測試、檢驗流程，加大了產品的人力投入、研發工作量和研發周期；

（4）車門控制器產品的功能安全性認證要求產品是設計定型的，需求、功能固化，車門控制器產品結合客戶需求引入的設計更改會導致需要對產品重新進行安全認證評估，提高了重復認證的費用，客戶項目的差異化也不利于車門控制器產品產品的系列化。

發明內容

本發明所解決的技術問題是現有的市面上存在的車門控制器產品，多采用一顆獨立的處理芯片，不具備很好的可重構性和擴展能力，應用到不同客戶項目定制工作量大，而且無法以較低的成本、較靈活的方式獲得產品的功能安全認證的問題。

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案是：

一種符合城軌車輛門系統功能安全需求的可重構門控制器，其特征在于：采用不同功能安全等級的雙處理芯片配合硬件安全電路的架構組成，包括第一處理芯片CPU1、第二處理芯片CPU2和硬件安全電路，

所述第一處理芯片CPU1為無安全等級的可編程子系統，用于接收外界信號，分析處理后發送門扇動作邏輯至第二處理芯片CPU2；

所述第二處理芯片CPU2為滿足城軌車輛門系統SIL2級安全需求的可編程子系統，用于接收第一處理芯片CPU1的門扇動作邏輯指令，并進行安全確認后，直接驅動電機帶動城軌車輛門系統的門扇閉合；

所述硬件安全電路為滿足城軌車輛門系統SIL4級安全需求的固有式故障安全電路，所述硬件安全電路對與第二處理芯片CPU2連接的電機驅動電路供電電源進行控制，保障電機在安全允許條件下動作，實現城軌車輛門系統的門扇動作；

所述第二處理芯片CPU2、硬件安全電路組合，實現城軌車輛門系統滿足SIL2級和SIL4級安全需求，所述第一處理芯片CPU1在車門控制器滿足安全需求時，還具備二次編程的功能。

前述的用于城軌車輛門系統安全需求的可重構車門控制器，其特征在于：所述第一處理芯片CPU1和第二處理芯片CPU2之間通過通訊總線相連接。

前述的用于城軌車輛門系統安全需求的可重構車門控制器，其特征在于：所述第一處理芯片CPU1為通用微處理器，所述第二處理芯片CPU2為電機控制專用微處理器。

前述的用于城軌車輛門系統安全需求的可重構車門控制器，其特征在于：所述第二處理芯片CPU2還具備在線參數配置變更的功能。