CN106828463B - 一种轨道车辆及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道车辆的控制系统，包括用于切换不同制动模式的制动控制单元；还包括坡度仪，与坡度仪电性连接有控制器，控制器与制动控制单元电性连接，控制器用于根据坡度仪检测的坡度值计算获得车辆的下滑力，并根据下滑力控制制动控制单元切换至对应的制动模式进行制动。应用本发明提供的控制系统，轨道车辆在坡停时，驾驶员无需手动选择制动模式，从而避免了人为操作不当引起的溜车等安全隐患。通过坡度仪进行坡度值检测并据此计算实际下滑力进行制动模式的判断，判断结果更为精准，提高了轨道车辆坡停的安全性。同时，使得驾驶员的驾驶操作更为简便及智能化。本发明还公开了一种包括上述控制系统的车辆。

Description

一种轨道车辆及其控制系统

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，更具体地说，涉及一种轨道车辆的控制系统，还涉及一种包括上述控制系统的轨道车辆。

背景技术

随着交通拥堵、出行不便、环境污染等问题的日益严重，轨道交通因其具有较大的运输能力、较高的准时性、较小的环境污染等优点得到了越来越多人们的认可。

目前的轨道车坡停控制多根据坡度大小，由司机判断选择采用自动制动控制器或单独控制器施加空气制动。但易因人为操作不当，特别是长大坡道重载列车造成溜车及增加不必要的缓解时间。

坡起控制时，司机通常需一手控制制动控制器缓解空气制动，一手控制司控器给牵引力，制动力与牵引力配合使车缓慢启动，因而操作不便，若操作不当易引起空转，严重的会引起断钩。

综上所述，如何有效地解决轨道车辆坡停控制操作不便易造成溜车等安全隐患等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种轨道车辆的控制系统，该控制系统的结构设计可以有效地解决轨道车辆坡停控制操作不便易造成溜车等安全隐患的问题，本发明的第二个目的是提供一种包括上述控制系统的轨道车辆。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种轨道车辆的控制系统，包括用于切换不同制动模式的制动控制单元；还包括坡度仪，与所述坡度仪电性连接有控制器，所述控制器与所述制动控制单元电性连接，所述控制器用于根据所述坡度仪检测的坡度值计算获得车辆的下滑力，并根据所述下滑力控制所述制动控制单元切换至对应的制动模式进行制动。

优选地，上述控制系统中，与所述制动控制单元电性连接有闸缸控制模块，所述闸缸控制模块用于根据所述制动控制单元的制动模式指令控制电空阀以施加对应的制动。

优选地，上述控制系统中，所述控制器用于在所述下滑力小于单独制动最大制动力时，控制所述制动控制单元以所述单独制动最大制动进行制动；在所述下滑力大于所述单独制动最大制动力且小于最大常用制动力时，控制所述制动控制单元以所述最大常用制动力进行制动；在所述下滑力大于所述最大常用制动力时，控制所述制动控制单元以紧急制动力进行制动。

优选地，上述控制系统中，所述控制器还用于根据所述下滑力与所述制动力计算所述车辆坡起所需的牵引力，并向与所述控制器电性连接的牵引控制单元发送牵引控制指令。

优选地，上述控制系统中，所述控制器还用于在发出所述牵引控制指令后判断所述车辆的车轮是否向前滚动，若是则向所述制动控制单元发送对应的缓解空气制动指令；否则继续增大牵引力。

优选地，上述控制系统中，还包括设置于司机室的用于激活所述控制器进行坡停或坡起控制的操作开关。

优选地，上述控制系统中，所述操作开关首次被触发时用于激活所述控制器进行坡停控制，再次被触发时用于激活所述控制器进行坡起控制。

本发明提供的控制系统包括制动控制单元、控制器和坡度仪，坡度仪与制动控制单元均与控制器电性连接。其中，坡度仪用于检测轨道车辆所处坡道的坡度值并发送至控制器，控制器用于根据坡度值计算车辆的下滑力，并根据下滑力控制制动控制单元切换至与下滑力对应的制动模式进行制动。

应用本发明提供的控制系统，在进行坡停时，通过坡度仪检测坡道的坡度值，控制器根据具体坡度值计算获得车辆的下滑力，进而将下滑力与各制动模式对应的制动力进行比较，确定当前下滑力对应的制动模式，进而向制动控制单元发送控制指令，以切换至对应的制动模式进行制动。因而，应用该系统的轨道车辆在坡停时，驾驶员无需手动选择制动模式，从而避免了人为操作不当引起的溜车等安全隐患。通过坡度仪进行坡度值检测并据此计算实际下滑力进行制动模式的判断，判断结果更为精准，提高了轨道车辆坡停的安全性。同时，使得驾驶员的驾驶操作更为简便及智能化。

在一种优选的实施方式中，控制器还用于根据下滑力与制动力计算车辆坡起所需的牵引力，并向与控制器电性连接的牵引控制单元发送牵引控制指令。在发出牵引控制指令后判断车辆的车轮是否向前滚动，若是则向制动控制单元发送对应的缓解空气制动指令；否则继续增大牵引力。也就是通过控制器计算并判断坡起所需的牵引力，进行坡起控制。通过控制器控制空气制动的缓释，避免了人为操作不当对坡起的影响，避免增加不必要的缓解时间。进一步简化了驾驶员的驾驶操作，提高了驾驶的智能化程度。

为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种轨道车辆，该轨道车辆包括上述任一种控制系统。由于上述的控制系统具有上述技术效果，具有该控制系统的轨道车辆也应具有相应的技术效果。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个具体实施例的控制系统的结构示意图。

附图中标记如下：

坡度仪101，控制器102，制动控制单元103，闸缸控制模块104，牵引控制单元105，操作开关106。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种轨道车辆的控制系统，以避免人为操作不当引起的溜车等安全隐患，提高了轨道车辆坡停的安全性，简化驾驶操作，提高驾驶的智能化程度。

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。

请参阅图1，图1为本发明一个具体实施例的控制系统的结构示意图。

在一个具体实施例中，本发明提供的控制系统包括制动控制单元103、控制器102和坡度仪101，坡度仪101与制动控制单元103均与控制器102电性连接。

其中，坡度仪101用于检测轨道车辆所处坡道的坡度值并发送至控制器102，具体坡度仪101的结构及工作原理请参考现有技术，此处不再赘述。控制器102用于根据坡度值计算车辆的下滑力，也就是轨道车辆在该坡道上的下滑力。根据下滑力的不同，所需的制动力也不同，根据下滑力的大小，控制器102判断当前下滑力所需的制动模式，从而生成对应的控制指令。

制动控制单元103接收控制器102的控制指令，并输出对应的指令至制动系统，使其以不同的制动模式进行制动。制动模式可根据轨道车辆的常用制动模式进行设置，不同制动模式对应提供不同的制动力。具体制动模式的划分此处不作限定。

控制器102内可根据各制动模式预存其分别对应输出的制动力，从而便于将下滑力与各制动模式的制动力进行比较，确定所需的制动模式。根据需要，控制器102也可以分别计算各制动模式的制动力，从而将下滑力与各制动模式的计算结果进行比较。

应用本发明提供的控制系统，在进行坡停时，通过坡度仪101检测坡道的坡度值，控制器102根据具体坡度值计算获得车辆的下滑力，进而将下滑力与各制动模式对应的制动力进行比较，确定当前下滑力对应的制动模式，进而向制动控制单元103发送控制指令，以切换至对应的制动模式进行制动。因而，应用该系统的轨道车辆在坡停时，驾驶员无需手动选择制动模式，从而避免了人为操作不当引起的溜车等安全隐患。通过坡度仪101进行坡度值检测并据此计算实际下滑力进行制动模式的判断，判断结果更为精准，提高了轨道车辆坡停的安全性。同时，使得驾驶员的驾驶操作更为简便及智能化。

进一步地，与制动控制单元103电性连接有闸缸控制模块104，闸缸控制模块104用于根据制动控制单元103的制动模式指令输出至电空阀以施加对应的制动。具体的，闸缸控制模块104根据制动控制单元103的不同输出对闸缸控制模块104内不同的电空阀进行控制，从而施加不同的制动。当然，根据需要制动控制单元103也可以与其他制动模块电性连接，以根据不同的制动模式指令采取相应的制动。

更进一步地，控制器102用于在下滑力小于单独制动最大制动力时，控制制动控制单元103以单独制动最大制动力进行制动；在下滑力大于单独制动最大制动力且小于最大常用制动力时，控制制动控制单元103以最大常用制动力进行制动；在下滑力大于最大常用制动力时，控制制动控制单元103以紧急制动力进行制动。也就是制动模式包括单独制动、自动制动和紧急制动。单独制动的最大制动力小于自动制动的最大常用制动力，自动制动的最大常用制动力小于紧急制动力。控制器102比较下滑力与单独制动最大制动力、自动制动的最大常用制动力及紧急制动力的大小，根据下滑力确定合适的制动模式，并将对应的制动模式信号发送至制动控制单元103。

例如，在下滑力小于单独制动最大制动力时，控制器102输出信号01至制动控制单元103，则制动控制单元103以单独制动最大制动力进行制动；在下滑力大于单独制动最大制动力且小于最大常用制动力时，控制器102输出信号10至制动控制单元103，则制动控制单元103以最大常用制动力进行制动；在下滑力大于最大常用制动力时，控制器102输出信号11至制动控制单元103，则制动控制单元103以紧急制动力进行制动。当然，根据需要控制器102也可以根据不同的制动模式输出其他分别对应各制动模式的判据至制动控制单元103，进而制动控制单元103能够识别不同的判据以对应的模式进行制动。

具体的，控制器102比较下滑力与单独制动最大制动力、自动制动的最大常用制动力及紧急制动力的大小，可以按照如下顺序：首先控制判断下滑力是否小于单独制动最大制动力，若是，则施加单独制动最大制动力；否则继续判断下滑力是否小于最大常用制动力，若是，则施加最大常用制动力；否则施加紧急制动力。通过该顺序进行制动模式判断，综合考虑了常用制动模式等情况，有利于缩短判断时间，提高控制反馈执行效率。当然，根据需要判断下滑力对应的制动模式也并不局限于上述比较顺序。

在上述各实施例的基础上，控制器102还用于根据下滑力与制动力计算车辆坡起所需的牵引力，并向与控制器102电性连接的牵引控制单元105发送牵引控制指令。也就是轨道车辆的坡停制动通过控制器102控制，且坡起启动也通过控制器102控制。牵引控制单元105用于输出牵引力以带动轨道车辆，其具体结构及工作原理请参考现有技术，此处不再赘述。控制器102根据下滑力与制动力之和，向牵引控制单元105输出牵引指令，对牵引力的控制更为精准，便于轨道车辆的坡道启动。根据需要，控制器102也可以用于轨道车辆的坡停控制，而坡起则由驾驶员手动控制，或者控制器102也可以用于轨道车辆的坡起控制，而坡停则由驾驶员手动控制。但优选的，通过控制器102进行坡停与坡起控制，控制精度高，避免了人为误操作等对运行安全的影响。

进一步地，控制器102还用于在发出牵引控制指令后判断车辆的车轮是否向前滚动，若是则向制动控制单元103发送对应的缓解空气制动指令；否则继续增大牵引力。也就是通过控制器102计算并判断坡起所需的牵引力，进行坡起控制。而后实时监控车轮的状态，若车轮向前滚动，则表明轨道车辆启动，向制动控制单元103发送缓解空气制动指令。在车轮向前滚动前则持续增大牵引力直至车轮向前滚动、轨道车辆启动。通过控制器102控制空气制动的缓释，避免了人为操作不当对坡起的影响，避免增加不必要的缓解时间。进一步简化了驾驶员的驾驶操作，提高了驾驶的智能化程度。

在上述各实施例中，为了便于坡停坡起的控制，还包括设置于司机室的用于激活控制器102进行坡停或坡起控制的操作开关106。也就是在需要坡停时，驾驶员可以通过操作开关106激活控制器102进行坡停控制，当然，驾驶员也可以不对操作开关106操作而选择手动进行坡停。当需要坡起时，驾驶员可以进一步通过操作开关106激活控制器102进行坡起控制。根据需要也可以不对操作开关106操作而选择手动进行坡起控制。通过操作开关106的设置，使得驾驶员对坡停坡起的控制更加灵活，可以根据实际情况有选择的进行自动控制或者手动控制，在环境复杂不利于自动控制的情况下能够通过手动控制进行坡停坡起，进一步提高轨道车辆的安全性。具体用于激活控制器102进行坡停控制的操作开关106与用于激活控制器102进行坡起控制的操作开关106可以为同一开关，也可以分别设置。当然，在控制器102单独用于进行坡停控制或者坡起控制时，相应的设置用于激活该控制的操作开关106即可。

进一步地，操作开关106首次被触发时用于激活控制器102进行坡停控制，再次被触发时用于激活控制器102进行坡起控制。也就是可以通过设置同一操作开关106分别激活坡停控制与坡起控制。需要说明的是，上述的首次被触发与再次被触发为相对概念，并不局限于第一次与第二次，而是指操作开关106相邻两个触发分别对应坡停控制或坡起控制。如驾驶员第一次触发操作开关106时，则激活控制器102进行坡停控制，驾驶员第二次触发操作开关106时，则激活控制器102进行坡起控制，驾驶员第三次触发操作开关106时，则激活控制器102进行坡停控制，如此反复。操作开关106如此设置便于驾驶员操作。

具体操作开关106可以为按键类开关，则当驾驶员按下开关时，激活坡停控制，而后驾驶员再次按下开关时，激活坡起控制。当然，根据需要操作开关106也可以为旋钮类开关，驾驶员将旋钮置于第一位时激活坡停控制，而当旋钮置于第二位时，则激活坡起控制。当然，操作开关106也并不局限于上述两种类型的开关，具体可以根据需要进行设置。

基于上述实施例中提供的控制系统，本发明还提供了一种轨道车辆，该轨道车辆包括上述实施例中任意一种控制系统。由于该轨道车辆采用了上述实施例中的控制系统，所以该轨道车辆的有益效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

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 (7)

1.一种轨道车辆的控制系统，包括用于切换不同制动模式的制动控制单元；其特征在于，还包括坡度仪，与所述坡度仪电性连接有控制器，所述控制器与所述制动控制单元电性连接，所述控制器用于根据所述坡度仪检测的坡度值计算获得车辆的下滑力，将下滑力与各制动模式对应的制动力进行比较，确定当前下滑力对应的制动模式，进而向所述制动控制单元发送控制指令，以切换至对应的制动模式进行制动；

所述控制器还用于根据所述下滑力与所述制动力计算所述车辆坡起所需的牵引力，并向与所述控制器电性连接的牵引控制单元发送牵引控制指令。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆的控制系统，其特征在于，与所述制动控制单元电性连接有闸缸控制模块，所述闸缸控制模块用于根据所述制动控制单元的制动模式指令控制电空阀以施加对应的制动。

3.根据权利要求1所述的轨道车辆的控制系统，其特征在于，根据权利要求1所述的轨道车辆的控制系统，其特征在于，所述控制器用于在所述下滑力小于单独制动最大制动力时，控制所述制动控制单元以所述单独制动最大制动力进行制动；在所述下滑力大于所述单独制动最大制动力且小于最大常用制动力时，控制所述制动控制单元以所述最大常用制动力进行制动；在所述下滑力大于所述最大常用制动力时，控制所述制动控制单元以紧急制动力进行制动。

4.根据权利要求1-3任一项所述的轨道车辆的控制系统，其特征在于，所述控制器还用于在发出所述牵引控制指令后判断所述车辆的车轮是否向前滚动，若是则向所述制动控制单元发送对应的缓解空气制动指令；否则继续增大牵引力。

5.根据权利要求1所述的轨道车辆的控制系统，其特征在于，还包括设置于司机室的用于激活所述控制器进行坡停或坡起控制的操作开关。

6.根据权利要求5所述的轨道车辆的控制系统，其特征在于，所述操作开关首次被触发时用于激活所述控制器进行坡停控制，再次被触发时用于激活所述控制器进行坡起控制。

7.一种轨道车辆，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的控制系统。

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