CN111038462A - 轨道车辆的制动控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了轨道车辆的制动控制方法和系统，该方法包括如下步骤：S1、通过空气制动系统判断轨道车辆是否滑行，是，进入步骤S2；S2、切除电制动系统的制动，由所述空气制动系统提供制动力并进行防滑控制，判断轨道车辆的滑行是否解除，是，进入步骤S3；S3、恢复所述电制动系统的制动。该方法在制动过程中采用滑行结束后再恢复电制动的方式，提高了电制动的可用性，降低了对制动闸片的磨损，同时也能够提高对标精度。

Description

轨道车辆的制动控制方法和系统

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，特别是涉及一种轨道车辆的制动控制方法和系统。

背景技术

轨道车辆在雨雪天气易发生滑行，制动过程中，在监测到轨道车辆滑行时，通常切除电制动，单纯依靠空气制动提供所有的制动力并进行纯空气制动的防滑控制，在此过程中，无论滑行是否结束，都不再触发电制动，直到该次制动结束。

这样，如果轨道车辆发生滑行，在进站后，因站内轨道不存在雨雪而滑行消失，也只能以纯空气制动完成此次制动，对制动闸片的磨耗大，同时空气制动在响应时效性和控制精度上较差，影响轨道车辆对标停车的精确性。此处，对标停车指的是将轨道车辆停到指定位置。

有鉴于此，如何对轨道车辆的制动控制进行改进，以提高电制动的可用性，降低对制动闸片的磨损，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种轨道车辆的制动控制方法和系统，该方法和系统在制动过程中采用滑行结束后再恢复电制动的方式，提高了电制动的可用性，降低了对制动闸片的磨损，同时也能够提高对标精度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种轨道车辆的制动控制方法，包括如下步骤：

S1、通过空气制动系统判断轨道车辆是否滑行，是，进入步骤S2；

S2、切除电制动系统的制动，由所述空气制动系统提供制动力并进行防滑控制，判断轨道车辆的滑行是否解除，是，进入步骤S3；

S3、恢复所述电制动系统的制动。

该技术方案提供的制动控制方法，在轨道车辆制动停车过程中，发生滑行后，先切除电制动系统的制动，由空气制动系统提供制动力并进行防滑控制，在滑行解除后，再恢复电制动系统的制动，进入常规的电制动和空气制动相配合的制动逻辑，这样设计，提高了电制动的可用性，因滑行解除后，恢复电制动，与现有滑行后单纯依靠空气制动相比，制动响应时间和控制精度较高，提高了对标精度，降低了对运营效率的影响，同时也降低了对闸片的磨损，节约了运营成本。

如上所述的制动控制方法，所述步骤S1之前还包括步骤：

S0、通过所述电制动系统判断轨道车辆是否滑行，是，所述电制动系统先进行防滑控制，再进入步骤S1。

如上所述的制动控制方法，所述步骤S0与所述步骤S1之间还包括步骤：

S01、在所述电制动系统进行防滑控制的第一设定时间内，所述空气制动系统保持滑行前的制动状态，在所述电制动系统进行防滑控制的第一设定时间后，增加所述空气制动系统的空气制动力，并进入步骤S1。

如上所述的制动控制方法，所述步骤S0中，所述电制动系统判断轨道车辆滑行的方法为：当车辆速度与滑行车轴速度的速度差大于第一设定值时，判定轨道车辆滑行。

如上所述的制动控制方法，所述第一设定值为a+k1*v1，其中，a为设定常数，k1为第一设定系数，v1为车辆速度。

如上所述的制动控制方法，所述步骤S2中，在判断轨道车辆的滑行解除后，保持当前制动状态第二设定时间后，再进入步骤S3。

如上所述的制动控制方法，所述步骤S1中，所述空气制动系统判断轨道车辆滑行的方法为：当车辆速度与滑行车轴速度的速度差大于第二设定值时，判定轨道车辆滑行。

如上所述的制动控制方法，所述第二设定值为k2*v1，其中，k2为第二设定系数，v1为车辆速度。

如上所述的制动控制方法，所述步骤S0中，所述电制动系统通过降低电制动力进行防滑控制；所述步骤S2中，所述空气制动系统通过降低空气制动力进行防滑控制；

所述步骤S2中，判断轨道车辆的滑行解除的方法为：滑行车轴速度恢复至列车速度，判定轨道车辆滑行解除。

本发明还提供一种轨道车辆的制动控制系统，包括空气制动系统和电制动控制系统，所述空气制动系统包括空气制动控制器，所述电制动控制系统包括电制动控制器，所述电制动控制器与所述空气制动控制器通信连接；

所述电制动控制器用于在监测到轨道车辆滑行后，输出降低电制动力的控制信号，并发送电制动滑行信号至所述空气制动控制器；

所述空气制动控制器用于在接收到所述电制动滑行信号的第一设定时间后，输出提高空气制动力的信号；

所述空气制动控制器还用于在监测到轨道车辆滑行后，输出切除电制动的控制信号至所述电制动控制器，并在监测到轨道车辆的滑行解除的第二设定时间后，输出恢复电制动的控制信号至所述电制动控制器。

该制动控制系统与上述制动控制方法的原理一致，具有相同的技术效果。

附图说明

图1为本发明所提供轨道车辆的制动控制方法的一种具体实施例的流程图；

图2示出了具体实施例中轨道车辆在制动停车过程中车辆速度、电制动力和空气制动力的变化过程。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

为便于理解和描述简洁，下文结合轨道车辆的制动控制方法和系统一并说明，有益效果部分不再重复论述。

请参考图1，图1为本发明所提供轨道车辆的制动控制方法的一种具体实施例的流程图。

轨道车辆的制动系统包括电制动系统和空气制动系统，电制动系统是通过给电机施加反向旋转的磁场力，增大电机的旋转阻力来实现对车辆制动的目的，此处的电机为驱动车轮旋转的电机，空气制动系统是通过制动阀对制动夹钳充气，使闸片紧贴车轮实现制动。

其中，电制动系统包括电制动控制器，通常由电制动控制器发出相关控制信号至电制动系统的执行元件，比如电机等，空气制动系统包括空气制动控制器，通常由空气制动控制器发出相关控制信号至空气制动系统的执行元件，比如制动阀等。

该实施例提供的轨道车辆制动控制方法用于轨道车辆制动停车过程中，具体包括下述步骤：

S1、通过空气制动系统判断轨道车辆是否滑行，是，进入步骤S2；

实际应用中，若制动停车过程中，轨道车辆未滑行，那么制动系统保持当前的制动控制逻辑。

S2、切除电制动系统的制动，由空气制动系统提供制动力并进行防滑控制，判断轨道车辆的滑行是否解除，是，进入步骤S3；

不难理解，此步骤中，若轨道车辆的滑行未解除，那么保持当前空气制动系统的制动控制逻辑。

其中，空气制动控制系统的防滑控制的方法为：降低空气制动力，以使滑行轴的速度恢复至轨道车辆速度，具体的控制逻辑可根据需要来设置。

S3、恢复电制动系统的制动。

实际应用中，电制动系统恢复后，可进入步骤S1之前的车辆正常制动停车过程中的制动控制逻辑。

电制动控制器和空气制动控制器通信连接，空气制动控制器在判断轨道车辆滑行后，输出切除电制动的控制信号至电制动控制器，电制动控制器接收切除控制信号后，将电制动切除，只由空气制动系统提供制动力；空气制动控制器在判断轨道车辆滑行解除后，输出恢复电制动的控制信号至电制动控制器，电制动控制器接收恢复控制信号后，再重启电制动系统，由电制动系统和空气制动系统一起提供制动力。

如上，该制动控制方法和系统在轨道车辆制动停车过程中，遇到滑行情况时，监测滑行是否解除，并在滑行解除后，恢复电制动系统的制动，与现有滑行后单纯只由空气制动系统提供制动相比，提高了电制动的可用性，因滑行解除后，恢复电制动，与现有滑行后单纯依靠空气制动相比，制动响应时间和控制精度较高，提高了对标精度，降低了对运营效率的影响，同时也降低了对闸片的磨损，节约了运营成本。

具体的方案中，在上述步骤S1之前还包括：

步骤S0、通过电制动系统判断轨道车辆是否滑行，是，电制动系统先进行防滑控制，再进入步骤S1；

电制动系统进行防滑控制的方法为降低电制动力，以使滑行轴的速度恢复至轨道车辆速度，具体的控制逻辑可根据需要来设置。

具体的，步骤S0和步骤S1之间还包括：

步骤S01、在电制动系统进行防滑控制的第一设定时间内，空气制动系统保持滑行前的制动状态，在电制动系统进行防滑控制的第一设定时间后，增加空气制动系统的空气制动力，并进入步骤S1。

如上，电制动系统先判断轨道车辆是否滑行，电制动系统判断轨道车辆滑行后，先进行防滑控制，经过一段时间后，由空气制动系统补充电制动力的损失，这样设置，可快速消除滑行，缩短制动距离，避免轮对擦伤，进一步提高电制动的可用性，提高制动控制的精确性。

上述第一设定时间可根据实际应用需求来设定，比如设为2～3秒。

上述步骤S0中，电制动系统判断轨道车辆滑行的方法为：当车辆速度与滑行车轴速度的速度差大于第一设定值时，判定轨道车辆滑行。

具体的，第一设定值可设置为a+k1*v1，其中，a为设定长度，k1为第一设定系数，v1为车辆速度。

实际应用中，可监测各车轴的速度，取其中最大速度为当前车辆速度，当轨道车辆滑行时，必然有一个车轴的速度与其他车轴相比下降明显，那么该车轴即为滑行车轴，当车辆速度和滑行车轴的速度差满足上述条件时，即认为轨道车辆滑行，电制动系统可进行上述步骤中的相应操作。

具体的方案中，前述步骤S2中，在判断轨道车辆的滑行解除后，保持当前制动状态第二设定时间后，再进入步骤S3；也就是说，轨道车辆的滑行解除后，延迟一段时间后再恢复电制动，这样可避免牵引变流器频繁的进行电制动的投入、切除，降低对轨道车辆的冲击。

该第二设定时间可根据实际应用需求来设置，比如设为1.5～3秒。

具体的方案中，前述步骤S1中，空气制动系统判断轨道车辆滑行的方法为：当车辆速度与滑行车轴速度的速度差大于第二设定值时，判定轨道车辆滑行。

具体的，第二设定值可设置为k2*v1，其中，k2为第二设定系数，v1为车辆速度。

与前述类似，实际应用中，可监测各车轴的速度，取其中最大速度为当前车辆速度，当轨道车辆滑行时，必然有一个车轴的速度与其他车轴相比下降明显，那么该车轴即为滑行车轴，当车辆速度和滑行车轴的速度差满足上述条件时，即认为轨道车辆滑行，空气制动系统可进行相应操作。

不难理解，电制动系统和空气制动系统判断轨道车辆的滑行条件不同。

具体的方案中，前述步骤S2中，判断轨道车辆滑行解除的方法为：滑行车轴速度恢复至列车速度，判定轨道车辆滑行解除。

电制动控制器在监测到轨道车辆滑行后，输出降低电制动力的控制信号，以进行防滑控制，同时发送电制动滑行信号至空气制动控制器；空气制动控制器在接收到电制动滑行信号的第一设定时间后，输出提高空气制动力的信号，以补偿电制动的损失。

空气制动控制器还在监测到轨道车辆滑行后，输出切除电制动的控制信号至电制动控制器，以使电制动控制器切断电制动力的提供，并在监测到轨道车辆的滑行解除的第二设定时间后，输出恢复电制动的控制信号至电制动控制器，使电制动重新投入。

请一并参考图2，图2示出了具体实施例中轨道车辆在制动停车过程中车辆速度、电制动力和空气制动力的变化过程。

从图中可以看出，在轨道车辆制动停车过程中，车辆速度是逐渐减小的，电制动系统监测到车辆滑行后，电制动系统先进行防滑控制，同时提供制动力，表现为电制动力先降低再增加后再降低，此时，电制动切除还未触发，一段时间后，图示中为3秒，控制空气制动力增加，以补偿电制动力的损失。

在空气制动系统监测到车辆滑行后，电制动切除，只由空气制动系统提供制动力，可以理解，电制动切除初期，电制动力仍存在，逐渐降低至无，此过程中，控制空气制动力逐步增加至需求值。

在空气制动系统监测到车辆滑行解除后，延时一段时间，图示为2秒，再恢复电制动，至此次制动停车结束。

以上对本发明所提供的轨道车辆的制动控制方法和系统均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.轨道车辆的制动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、通过空气制动系统判断轨道车辆是否滑行，是，进入步骤S2；

S2、切除电制动系统的制动，由所述空气制动系统提供制动力并进行防滑控制，判断轨道车辆的滑行是否解除，是，进入步骤S3；

S3、恢复所述电制动系统的制动。

2.根据权利要求1所述的制动控制方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括步骤：

S0、通过所述电制动系统判断轨道车辆是否滑行，是，所述电制动系统先进行防滑控制，再进入步骤S1。

3.根据权利要求2所述的制动控制方法，其特征在于，所述步骤S0与所述步骤S1之间还包括步骤：

S01、在所述电制动系统进行防滑控制的第一设定时间内，所述空气制动系统保持滑行前的制动状态，在所述电制动系统进行防滑控制的第一设定时间后，增加所述空气制动系统的空气制动力，并进入步骤S1。

4.根据权利要求2所述的制动控制方法，其特征在于，所述步骤S0中，所述电制动系统判断轨道车辆滑行的方法为：当车辆速度与滑行车轴速度的速度差大于第一设定值时，判定轨道车辆滑行。

5.根据权利要求4所述的制动控制方法，其特征在于，所述第一设定值为a+k1*v1，其中，a为设定常数，k1为第一设定系数，v1为车辆速度。

6.根据权利要求1所述的制动控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，在判断轨道车辆的滑行解除后，保持当前制动状态第二设定时间后，再进入步骤S3。

7.根据权利要求1-6任一项所述的制动控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述空气制动系统判断轨道车辆滑行的方法为：当车辆速度与滑行车轴速度的速度差大于第二设定值时，判定轨道车辆滑行。

8.根据权利要求7所述的制动控制方法，其特征在于，所述第二设定值为k2*v1，其中，k2为第二设定系数，v1为车辆速度。

9.根据权利要求2-6任一项所述的制动控制方法，其特征在于，所述步骤S0中，所述电制动系统通过降低电制动力进行防滑控制；所述步骤S2中，所述空气制动系统通过降低空气制动力进行防滑控制；

所述步骤S2中，判断轨道车辆的滑行解除的方法为：滑行车轴速度恢复至列车速度，判定轨道车辆滑行解除。

10.轨道车辆的制动控制系统，包括空气制动系统和电制动控制系统，所述空气制动系统包括空气制动控制器，所述电制动控制系统包括电制动控制器，所述电制动控制器与所述空气制动控制器通信连接；其特征在于：

所述电制动控制器用于在监测到轨道车辆滑行后，输出降低电制动力的控制信号，并发送电制动滑行信号至所述空气制动控制器；

所述空气制动控制器用于在接收到所述电制动滑行信号的第一设定时间后，输出提高空气制动力的信号；

所述空气制动控制器还用于在监测到轨道车辆滑行后，输出切除电制动的控制信号至所述电制动控制器，并在监测到轨道车辆的滑行解除的第二设定时间后，输出恢复电制动的控制信号至所述电制动控制器。

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