CN106428099B - 一种机车及其制动机空电混合制动力控制方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种机车的制动机空电混合制动力控制方法，包括：获取制动控制器产生的空气制动力和司控器制动区产生的包含电制动力和空气补充制动力的混合制动力；比较空气制动力和混合制动力的大小，若空气制动力大于所述混合制动力，则舍弃混合制动力，并以空气制动力为目标值调节制动缸压力；若空气制动力小于所述混合制动力，则舍弃空气制动力，并以混合制动力中的空气补充制动力为目标值调节制动缸压力。本发明所公开的制动机空电混合制动力控制方法，通过合理地选择空气制动力和空电混合制动力，保证机车具有足够的制动力，同时避免总制动力过大的情况。本发明还公开一种制动机空电混合制动力控制系统以及一种机车，其有益效果均如上所述。

Description

一种机车及其制动机空电混合制动力控制方法和系统
技术领域
本发明涉及轨道交通车辆制动控制技术领域，特别涉及一种机车的制动机空电混合制动力控制方法。本发明还涉及一种机车的制动机空电混合制动力控制系统以及一种机车。
背景技术
地铁工程维护车广泛用于材料、设备、物资的运输，地铁车辆的调车、事故的救援，地铁线路及接触网的检查和维护等。
工程维护车可通过操纵司控器和制动控制器实现电制动、电阻制动和空气制动。单独操纵司控器可实现空气制动和电制动的混合制动(空电混合制动)，单独操纵制动控制器实现空气制动。但是机车在实际运行过程中，常常使用制动控制器和司控器匹配操作施加制动，那么就对空气制动和电制动混合制动的控制提出了更高要求以满足制动过程中不会出现制动力的异常波动，造成机车冲动和滑动。
在现有技术中，对空气制动和空电混合制动的控制一般是由司机凭经验操作，比如在司机感觉车速较高时，所需的制动力较大，此时司机会同时操作司控器和制动控制器，同时使用空气制动和空电混合制动，然而，此时有可能会出现总的制动力过大而造成机车冲动、滑动的现象。同时，也有可能出现所用制动力不足，达不到机车所需制动力的要求，从而造成制动距离过长的现象。
因此，如何合理地使用空气制动力和空电混合制动力，保证机车具有足够同时又不过大的制动力，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种机车的制动机空电混合制动力控制方法，能够合理地使用空气制动力和空电混合制动力，保证机车具有足够同时又不过大的制动力。本发明的另一目的是提供一种机车的制动机空电混合制动力控制系统以及一种机车。
为解决上述技术问题，本发明提供一种机车的制动机空电混合制动力控制方法，包括：
获取制动控制器产生的空气制动力和司控器制动区产生的混合制动力，所述混合制动力包含电制动力和空气补充制动力；
比较所述空气制动力和混合制动力的大小，若所述空气制动力大于所述混合制动力，则舍弃所述混合制动力，并以所述空气制动力为目标值调节制动缸压力；若所述空气制动力小于所述混合制动力，则舍弃所述空气制动力，并以所述混合制动力中的空气补充制动力为目标值调节制动缸压力。
优选地，获取司控器制动区产生的混合制动力，具体包括：
根据用户对司控器的操作确认混合制动力；
获取机车当前车速，并通过预设算法计算当前可用的电制动力；
根据所述混合制动力与电制动力的差值计算空气补充制动力。
优选地，在获取司控器制动区产生的混合制动力之后，且在比较所述空气制动力和混合制动力的大小之前，还包括：
判断制动控制器是否满足许用条件，若是，则继续进行后续步骤；若否，则以所述混合制动力中的空气补充制动力为目标值调节制动缸压力。
本发明还提供一种机车的制动机空电混合制动力控制系统，包括：
获取模块，用于获取制动控制器产生的空气制动力和司控器制动区产生的混合制动力，所述混合制动力包含电制动力和空气补充制动力；
选择模块，用于比较所述空气制动力和混合制动力的大小，若所述空气制动力大于所述混合制动力，则舍弃所述混合制动力，并以所述空气制动力为目标值调节制动缸压力；若所述空气制动力小于所述混合制动力，则舍弃所述空气制动力，并以所述混合制动力中的空气补充制动力为目标值调节制动缸压力。
优选地，所述获取模块具体包括用于检测所述制动控制器产生的空气制动力的第一传感器、用于检测所述司控器制动区产生的混合制动力的第二传感器、用于检测所述司控器制动区产生的电制动力的第三传感器，以及用于根据所述第二传感器与第三传感器的采集值计算所述司控器制动区产生的空气补充制动力的计算器。
优选地，所述选择模块具体包括：
比较模块，用于比较所述空气制动力和混合制动力大小；
输出模块，用于在所述空气制动力大于所述混合制动力时，以所述空气制动力为目标值调节制动缸压力，以及在所述空气制动力小于所述混合制动力时，以所述混合制动力中的空气补充制动力为目标值调节制动缸压力。
优选地，还包括：
中断模块，用于判断制动控制器是否满足许用条件，若否，则直接以所述混合制动力中的空气补充制动力为目标值调节制动缸压力。
本发明还提供一种机车，包括制动控制器、司控器、制动缸以及如上述四项中任一项所述的制动机空电混合制动力控制系统。
优选地，所述机车具体为工程维护车。
本发明所提供的机车的制动机空电混合制动力控制方法，主要包括两个步骤，分别为：获取制动控制器产生的空气制动力和司控器制动区产生的包含电制动力和空气补充制动力的混合制动力；比较空气制动力和混合制动力的大小，若空气制动力大于所述混合制动力，则舍弃混合制动力，并以空气制动力为目标值调节制动缸压力；若空气制动力小于混合制动力，则舍弃空气制动力，并以混合制动力中的空气补充制动力为目标值调节制动缸压力。如此，当机车在运行时，其上的司控器制动区会根据其所处操作状态计算出混合制动力的大小，该混合制动力包括电制动力和空气补充制动力，其中的电制动力一般根据机车速度而确定，其值一般是变化的，而空气补充制动力即由电制动力和混合制动力的差值而定，即电制动力与空气补充制动力之和等于混合制动力，并且空气补充制动力一般仅占混合制动力的小部分。同时，机车上的制动控制器同时会产生空气制动力，该空气制动力一般是定值。此时，可比较空气制动力和混合制动力的大小，当空气制动力大于混合制动力时，说明司控器制动区产生的电制动力与空气补充制动力均较小，此时机车车速不高，只需使用制动控制器所产生的空气制动力即可满足使用要求，如此空气制动力即为制动缸压力的目标调节值。若空气制动力小于混合制动力时，说明司控器制动区产生的电制动力较大，此时机车车速较高，仅凭制动控制器产生的空气制动力不能满足制动要求，需要电制动力与空气补充制动力同时作用，此时即可选择混合制动力，同时空气补充制动力即为制动缸压力的目标调节值。综上，本发明通过合理地选择空气制动力和空电混合制动力，保证机车具有足够的制动力，同时避免因空气制动力和空电混合制动力的叠加使用而造成总制动力过大造成机车冲动或滑动的情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种具体实施方式中制动机空电混合制动力控制方法的流程图；
图2为本发明所提供的一种具体实施方式中制动机空电混合制动力控制系统的模块图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式中制动机空电混合制动力控制方法的流程图。
在本发明所提供的一种具体实施方式中，机车的制动机空电混合制动力控制方法主要包括两个步骤，分别为：获取制动控制器产生的空气制动力和司控器制动区产生的包含电制动力和空气补充制动力的混合制动力；比较空气制动力和混合制动力的大小，若空气制动力大于所述混合制动力，则舍弃混合制动力，并以空气制动力为目标值调节制动缸压力；若空气制动力小于混合制动力，则舍弃空气制动力，并以混合制动力中的空气补充制动力为目标值调节制动缸压力。
其中，在第一步中，当机车在运行时，其上的司控器制动区会根据其所处操作状态计算出混合制动力的大小，该混合制动力包括电制动力和空气补充制动力，其中的电制动力一般根据机车速度而确定，其值一般是变化的，而空气补充制动力即由电制动力和混合制动力的差值而定，即电制动力与空气补充制动力之和等于混合制动力，并且空气补充制动力一般仅占混合制动力的小部分。同时，机车上的制动控制器同时会产生空气制动力，该空气制动力一般是定值。
具体的，在本步骤中，可首先根据用户(主要为司机)对司控器的操作确认混合制动力，设混合制动力为F2。然后，在获取机车当前的车速，再通过预设算法计算出当前可用的电制动力，一般的，电制动力的来源主要包括电阻制动，即机车的牵引电机通过改变励磁方式变为发电机，将机车的动能转化为电能，再通过电阻进行发热。如此，根据机车的质量、车速和电阻的电阻值等参数即可顺利计算出当前可用的电制动力，设电制动力为F3。混合制动力为电制动力和空气补充制动力之和，因此根据混合制动力和电制动力的差值即可计算出空气补充制动力，设其为F4，且有F4＝F2-F3。
在第二步中，当获取空气制动力F1和混合制动力F2之后，为适应机车的制动需要合理选择所要使用的制动力，可对空气制动力F1和混合制动力F2进行比较。
具体的，当空气制动力F1大于混合制动力F2时，说明司控器制动区产生的电制动力F3与空气补充制动力F4均较小，此时机车车速不高，只需使用制动控制器所产生的空气制动力F1即可满足使用要求，如此空气制动力F1即为制动缸压力的目标调节值，同时空气制动力F1也是最终的机车制动力，而混合制动力F2即可舍弃不用。
当空气制动力F1小于混合制动力F2时，说明司控器制动区产生的电制动力F3较大，此时机车车速较高，仅凭制动控制器产生的空气制动力F1不能满足制动要求，需要电制动力F3与空气补充制动力F4同时作用，此时即可选择混合制动力F2，同时空气补充制动力F4即为制动缸压力的目标调节值，而最终的机车制动力为F3+F4＝F2，F1舍弃不用。
综上所述，本发明通过合理地选择空气制动力和空电混合制动力，保证机车具有足够的制动力，同时避免因空气制动力和空电混合制动力的叠加使用而造成总制动力过大造成机车冲动或滑动的情况。
另外，制动控制器在使用时，一般需要满足一定的许用条件，比如机车当前状态比如非紧急制动状态、非惩罚制动状态等，如此，在获取了司控器制动区产生的混合制动力之后，且在比较空气制动力和混合制动力的大小之前，可增设判断制动控制器是否满足许用条件的步骤。如果制动控制器满足许用条件，则可以继续进行后续步骤，对空气制动力和混合制动力进行大小比较；如果制动控制器不满足许用条件，则无需再进行空气制动力和混合制动力的比较，直接将混合制动力作为机车的最终制动力，同时将其中的空气补充制动力作为机车制动缸的压力调节目标值。
请参考图2，图2为本发明所提供的一种具体实施方式中制动机空电混合制动力控制系统的模块图。
本实施例还提供一种制动机空电混合制动力控制系统，主要包括获取模块和选择模块。其中，获取模块主要用于获取制动控制器产生的空气制动力和司控器制动区产生的混合制动力。选择模块主要用于比较空气制动力和混合制动力的大小，并且在空气制动力大于混合制动力时，将混合制动力舍弃，并以空气制动力为目标值调节制动缸压力；同时在空气制动力小于混合制动力时，将空气制动力舍弃，并以混合制动力为目标值调节制动缸压力。当然，若两者的值相等时，可以随意选择其一。
具体的，该选取模块主要包括第一传感器、第二传感器、第三传感器和计算器。其中，第一传感器主要用于检测制动控制器产生的空气制动力F1，而第二传感器主要用于检测司控器制动区产生的混合制动力F2，第三传感器主要用于检测司控器制动区产生的电制动力F3，计算器与第二传感器和第三传感器信号连接，主要用于根据两者的采集值计算空气补充制动力，即F4＝F2-F3。
该选择模块主要包括比较模块和输出模块。其中，比较模块主要用于对空气制动力和混合制动力的大小进行比较。而输出模块与比较模块信号连接，主要用于根据比较模块的比较结果进行机车制动缸的压力输出。具体的，当空气制动力大于混合制动力时，以空气制动力为目标值调节制动缸压力，而空气制动力小于混合制动力时，已空气补充制动力为目标值调节制动缸压力。
此外，在本实施例中还增设了中断模块。具体的，该中断模块主要用于判断制动控制器是否满足许用条件，如果不满足，则直接将混合制动力中的空气补充制动力作为目标值调节制动缸的压力。
本实施例还提供一种机车，主要包括制动控制器、司控器、制动缸和制动机空电混合制动力控制系统，其中，该制动机空电混合制动力控制系统与上述相关内容相同，此处不再赘述。
需要说明的是，本实施例中所指机车，具体为工程维护车。当然，其余类型的机车也同样适用于本发明。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种机车的制动机空电混合制动力控制方法，其特征在于，包括：
获取制动控制器产生的空气制动力和司控器制动区产生的混合制动力，所述混合制动力包含电制动力和空气补充制动力；
比较所述空气制动力和混合制动力的大小，若所述空气制动力大于所述混合制动力，则舍弃所述混合制动力，并以所述空气制动力为目标值调节制动缸压力；若所述空气制动力小于所述混合制动力，则舍弃所述空气制动力，并以所述混合制动力中的空气补充制动力为目标值调节制动缸压力。
2.根据权利要求1所述的制动机空电混合制动力控制方法，其特征在于，获取司控器制动区产生的混合制动力，具体包括：
根据用户对司控器的操作确认混合制动力；
获取机车当前车速，并通过预设算法计算当前可用的电制动力；
根据所述混合制动力与电制动力的差值计算空气补充制动力。
3.根据权利要求2所述的制动机空电混合制动力控制方法，其特征在于，在获取司控器制动区产生的混合制动力之后，且在比较所述空气制动力和混合制动力的大小之前，还包括：
判断制动控制器是否满足许用条件，若是，则继续进行后续步骤；若否，则以所述混合制动力中的空气补充制动力为目标值调节制动缸压力。
4.一种机车的制动机空电混合制动力控制系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取制动控制器产生的空气制动力和司控器制动区产生的混合制动力，所述混合制动力包含电制动力和空气补充制动力；
选择模块，用于比较所述空气制动力和混合制动力的大小，若所述空气制动力大于所述混合制动力，则舍弃所述混合制动力，并以所述空气制动力为目标值调节制动缸压力；若所述空气制动力小于所述混合制动力，则舍弃所述空气制动力，并以所述混合制动力中的空气补充制动力为目标值调节制动缸压力。
5.根据权利要求4所述的制动机空电混合制动力控制系统，其特征在于，所述获取模块具体包括用于检测所述制动控制器产生的空气制动力的第一传感器、用于检测所述司控器制动区产生的混合制动力的第二传感器、用于检测所述司控器制动区产生的电制动力的第三传感器，以及用于根据所述第二传感器与第三传感器的采集值计算所述司控器制动区产生的空气补充制动力的计算器。
6.根据权利要求5所述的制动机空电混合制动力控制系统，其特征在于，所述选择模块具体包括：
比较模块，用于比较所述空气制动力和混合制动力大小；
输出模块，用于在所述空气制动力大于所述混合制动力时，以所述空气制动力为目标值调节制动缸压力，以及在所述空气制动力小于所述混合制动力时，以所述混合制动力中的空气补充制动力为目标值调节制动缸压力。
7.根据权利要求6所述的制动机空电混合制动力控制系统，其特征在于，还包括：
中断模块，用于判断制动控制器是否满足许用条件，若否，则直接以所述混合制动力中的空气补充制动力为目标值调节制动缸压力。
8.一种机车，其特征在于，包括制动控制器、司控器、制动缸以及如权利要求4-7任一项所述的制动机空电混合制动力控制系统。
9.根据权利要求8所述的机车，其特征在于，所述机车具体为工程维护车。
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