CN111824201A - 一种机车制动过充控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机车制动过充控制方法及装置，包括过充增压：控制均衡充风电磁阀将均衡风缸的压力值调节至过充压力值。由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明仅通过制动控制单元来控制均衡充风电磁阀和均衡排风电磁阀，从而调节均衡风缸压力，作用阀控制列车管跟随均衡风缸压力，即可实现过充增压和过充减压，无需依赖于专门的过充模块，从而降低列车管模块部件数量，减小列车管模块体积，节约制动机制造与维护成本，提升制动机的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及机车制动控制领域，具体涉及一种机车制动过充控制方法及装置。
背景技术
对于长列重载列车，列车管长度超过一公里，位于列车首部的机车列车管压力不能毫无损失地传达车尾，使得列尾列车管压力低于机车定压，因此承担万吨以上载重运输任务的货运机车要求具有过充功能，通过提高机车列车管压力，确保列尾充分缓解，同时有利于提高列车管缓解速率。
现有机车的过充功能主要靠过充模块来实现，过充模块包括过充充风电磁阀、过充排风电磁阀、过充风缸、配有过充部的中继阀等，此模块利用电磁阀控制总风进入中继阀过充部实现过充功能，过充状态下，均衡风缸压力依然为系统定压，取消过充则需要通过过充电磁阀将中继阀过充部压力空气排入大气，使列车管压力减少到定压，其缺点在于：整套系统部件繁多，占用较大机车空间，制造成本高。
发明内容
为解决背景技术中现有机车的列车管模块部件繁多的问题，本发明提供了一种机车制动过充控制方法，具体方案如下。
一种机车制动过充控制方法，该方法包括过充增压：控制均衡充风电磁阀将均衡风缸的压力值调节至过充压力值。
上述方案仅通过调节均衡风缸压力，即可实现过充增压，无需依赖于专门的过充模块，从而可以降低列车管模块部件数量，减小列车管模块体积，节约制动机制造与维护成本，提升制动机的可靠性。
具体地，控制所述均衡充风电磁阀将均衡风缸的压力值调节至过充压力值的具体实现过程包括：
当ER≤ERT-A时，将PWM占空比设置为100％；
当ERT-A＜ER≤ERT-B时，将PWM占空比设置为M；
当ERT-B＜ER≤ERT且持续时间达到T0时，将PWM占空比设置为0％；
其中ER为均衡风缸的实际压力值，ERT为过充压力值，A为第一预设压力值，取值范围为3-7kPa，B为第二预设压力值，取值范围为0-2kPa，M为预设占空比，取值范围为30％-50％，T0为预设时长，取值范围为3-7s。
优选地，第一预设压力值的取值为5kPa，第二预设压力值的取值为1kPa，预设占空比的取值为40％，预设时长T0的取值为5s。由此，可保证均衡风缸的压力值的调节精度。
优选地，该方法还包括过充减压：控制均衡排风电磁阀将均衡风缸的压力值调节至系统定压值。
上述方案仅通过调节均衡风缸压力，即可实现过充增压和过充减压，无需依赖于专门的过充模块，从而可以降低列车管模块部件数量，减小列车管模块体积，节约制动机制造与维护成本，提升制动机的可靠性。
优选地，所述过充减压持续n个周期，每个周期的持续时间为t1，且每个周期内均衡风缸的压力值的减少量△p＜V*t1，所述V为引起机车制动的列车管减压速率。由此，可保证机车过充减压时列车管平稳减压到系统定压而不会引起机车制动。
优选地，每个所述周期内调用一次PWM控制算法来控制所述均衡排风电磁阀的开启，每次PWM控制算法的运行时长为△t，PWM占空比为100％。由此，可减少电磁阀动作频次，延长电磁阀的使用寿命，△t的长短决定每个周期内均衡风缸的压力值的减少量△p，因此可以通过控制△t来使得△p＜V*t1。
基于相同的发明构思，本发明还提供一种机车制动过充控制装置，包括均衡风缸、均衡充风电磁阀和制动控制单元，所述制动控制单元与所述均衡充风电磁阀连接，所述制动控制单元用于当接收到过充增压指令时，控制所述均衡充风电磁阀将均衡风缸的压力值调节至过充压力值。
上述方案仅通过传统制动机的均衡模块即可实现过充功能，通过制动控制单元来控制均衡充风电磁阀，从而调节均衡风缸压力，即可实现过充增压功能，无需依赖于专门的过充模块，从而可以降低列车管模块部件数量，减小列车管模块体积，节约制动机制造与维护成本，提升制动机的可靠性。
具体地，控制所述均衡充风电磁阀将均衡风缸的压力值调节至过充压力值的具体实现过程包括：
当ER≤ERT-A时，将PWM占空比设置为100％；
当ERT-A＜ER≤ERT-B时，将PWM占空比设置为M；
当ERT-B＜ER≤ERT且持续时间达到T0时，将PWM占空比设置为0％；
其中ER为均衡风缸的实际压力值，ERT为过充压力值，A为第一预设压力值，取值范围为3-7kPa，B为第二预设压力值，取值范围为0-2kPa，M为预设占空比，取值范围为30％-50％，T0为预设时长，取值范围为3-7s。
优选地，第一预设压力值的取值为5kPa，第二预设压力值的取值为1kPa，预设占空比的取值为40％，预设时长T0的取值为5s。由此，可保证均衡风缸的压力值的调节精度。
优选地，还包括作用阀和列车管，所述均衡风缸与所述作用阀的一端连接，所述作用阀的另一端与所述列车管连接，所述作用阀用于调节所述列车管内压力与均衡风缸压力保持一致。作用阀调节所述列车管内压力与均衡风缸压力保持一致，从而实现过充增压。
优选地，还包括均衡排风电磁阀，所述均衡排风电磁阀与所述制动控制单元连接，所述制动控制单元还用于当接收到过充减压指令时，执行过充减压：控制所述均衡排风电磁阀将均衡风缸的压力值调节至系统定压值。
上述方案通过制动控制单元来控制均衡充风电磁阀，从而使均衡风缸增压，实现过充增压；通过制动控制单元来控制均衡排风电磁阀，从而使均衡风缸减压，实现过充减压；无需依赖于专门的过充模块，从而降低列车管模块部件数量，减小列车管模块体积，节约制动机制造与维护成本，提升制动机的可靠性。
优选地，所述过充减压持续n个周期，每个周期的持续时间为t1，且每个周期内均衡风缸的压力值的减少量△p＜V*t1，所述V为引起机车制动的列车管减压速率。由此，可保证机车过充减压时列车管平稳减压到系统定压而不会引起机车制动。
优选地，每个所述周期内调用一次PWM控制算法来控制所述均衡排风电磁阀的开启，每次PWM控制算法的运行时长为△t，PWM占空比为100％。由此，可减少电磁阀动作频次，延长电磁阀的使用寿命，△t的长短决定每个周期内均衡风缸的压力值的减少量△p，因此可以通过控制△t来使得△p＜V*t1。
由于采用了以上技术方案，与现有技术相比较，本发明仅通过制动控制单元来控制均衡充风电磁阀和均衡排风电磁阀，从而调节均衡风缸压力，作用阀控制列车管跟随均衡风缸压力，即可实现过充增压和过充减压，无需依赖于专门的过充模块，从而降低列车管模块部件数量，减小列车管模块体积，节约制动机制造与维护成本，提升制动机的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例1中机车制动过充控制方法中过充增压的流程示意图；
图2为本发明实施例2中机车制动过充控制方法中过充减压的流程示意图；
图3为本发明实施例3中机车制动过充控制装置的结构示意图；
图4为本发明实施例4中机车制动过充控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
实施例1
如图1所示，一种机车制动过充控制方法，包括过充增压：接收到过充增压指令后，设定过充压力值ERT＝SP+P1，并通过如下PWM控制算法控制所述均衡充风电磁阀将均衡风缸的压力值调节至过充压力值：
当ER≤ERT-A时，将PWM占空比设置为100％；
当ERT-A＜ER≤ERT-B时，将PWM占空比设置为M；
当ERT-B＜ER≤ERT且持续时间达到T0时，将PWM占空比设置为0％，过充完成；
其中ER为均衡风缸的实际压力值，ERT为过充压力值，SP为系统定压，一般为500kPa/600kPa；P1为过充增压，一般为30kPa，A为第一预设压力值，取值5kPa，B为第二预设压力值，取值1kPa，M为预设占空比，取值40％，T0为预设时长，取值5s。
实施例2
一种机车制动过充控制方法，该方法包括如实施例1中所述的过充增压，还包括过充减压(如图2所示)：接收到过充减压指令后，控制均衡排风电磁阀将均衡风缸的压力值调节至系统定压值。过充减压过程持续n个周期，每个周期的持续时间为t1，每个所述周期内调用一次PWM控制算法来控制所述均衡排风电磁阀的开启，每次PWM控制算法的运行时长为△t(即均衡排风电磁阀持续开启△t后关闭)，PWM占空比为100％。且每个周期内均衡风缸的压力值的减少量△p＜V*t1，所述V为引起机车制动的列车管减压速率。过充减压持续时间达到T(T＝n*t1)时，均衡排风电磁阀关闭，过充减压完成。本实施例中，n的值为20，t1的值为7.5s，△t的值为20ms，△p的值为1.5kPa，V的值为40kPa/min。
实施例3
如图1和图3所示，一种机车制动过充控制装置，包括均衡风缸、均衡充风电磁阀和制动控制单元，所述制动控制单元与所述均衡充风电磁阀连接，所述制动控制单元用于当接收到过充增压指令时，控制所述均衡充风电磁阀将均衡风缸的压力值调节至过充压力值。
所述制动控制单元控制所述均衡充风电磁阀将均衡风缸的压力值调节至过充压力值的具体实现过程包括：
当ER≤ERT-A时，将PWM占空比设置为100％；
当ERT-A＜ER≤ERT-B时，将PWM占空比设置为M；
当ERT-B＜ER≤ERT且持续时间达到T0时，将PWM占空比设置为0％；
其中ER为均衡风缸的实际压力值，ERT为过充压力值，A为第一预设压力值，取值5kPa，B为第二预设压力值，取值1kPa，M为预设占空比，取值40％，T0为预设时长，取值5s，ERT＝SP+P1，SP为系统定压，一般为500kPa/600kPa；P1为过充增压，一般为30kPa。
实施例4
如图1、2和图4所示，一种机车制动过充控制装置，包括均衡风缸、均衡充风电磁阀、均衡排风电磁阀和制动控制单元，所述制动控制单元分别与所述均衡充风电磁阀和均衡排风电磁阀连接，所述制动控制单元用于当接收到过充增压指令时，按照实施例3中所述的PWM控制算法控制所述均衡充风电磁阀将均衡风缸的压力值调节至过充压力值；
所述制动控制单元还用于当接收到过充减压指令时，执行过充减压：控制均衡排风电磁阀将均衡风缸的压力值调节至系统定压值。过充减压过程持续n个周期，每个周期的持续时间为t1，每个所述周期内调用一次PWM控制算法来控制所述均衡排风电磁阀的开启，每次PWM控制算法的运行时长为△t(即均衡排风电磁阀持续开启△t后关闭)，PWM占空比为100％，。且每个周期内均衡风缸的压力值的减少量△p＜V*t1，所述V为引起机车制动的列车管减压速率。过充减压持续时间达到T(T＝n*t1)时，均衡排风电磁阀关闭，过充减压完成。本实施例中，n的值为20，t1的值为7.5s，△t的值为20ms，△p的值为1.5kPa，V的值为40kPa/min。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种机车制动过充控制方法，其特征在于，该方法包括过充增压：控制均衡充风电磁阀将均衡风缸的压力值调节至过充压力值。
2.根据权利要求1所述的机车制动过充控制方法，其特征在于，控制所述均衡充风电磁阀将均衡风缸的压力值调节至过充压力值的具体实现过程包括：
当ER≤ERT-A时，将PWM占空比设置为100％；
当ERT-A＜ER≤ERT-B时，将PWM占空比设置为M；
当ERT-B＜ER≤ERT且持续时间达到T0时，将PWM占空比设置为0％；
其中ER为均衡风缸的实际压力值，ERT为过充压力值，A为第一预设压力值，取值范围为3-7kPa，B为第二预设压力值，取值范围为0-2kPa，M为预设占空比，取值范围为30％-50％，T0为预设时长，取值范围为3-7s。
3.根据权利要求1或2所述的机车制动过充控制方法，其特征在于，还包括过充减压：控制均衡排风电磁阀将均衡风缸的压力值减压至系统定压值。
4.根据权利要求3所述的机车制动过充控制方法，其特征在于，所述过充减压持续n个周期，每个周期的持续时间为t1，且每个周期内均衡风缸的压力值的减少量△p＜V*t1，V为引起机车制动的列车管减压速率。
5.根据权利要求4所述的机车制动过充控制方法，其特征在于：每个所述周期内调用一次PWM控制算法来控制所述均衡排风电磁阀的开启，每次PWM控制算法的运行时长为△t，PWM占空比为100％。
6.一种机车制动过充控制装置，其特征在于：包括均衡风缸、均衡充风电磁阀和制动控制单元；所述制动控制单元与所述均衡充风电磁阀连接；所述制动控制单元用于当接收到过充增压指令时，控制所述均衡充风电磁阀将均衡风缸的压力值调节至过充压力值。
7.根据权利要求6所述的机车制动过充控制装置，其特征在于，控制所述均衡充风电磁阀将均衡风缸的压力值调节至过充压力值的具体实现过程包括：
当ER≤ERT-A时，将PWM占空比设置为100％；
当ERT-A＜ER≤ERT-B时，将PWM占空比设置为M；
当ERT-B＜ER≤ERT且持续时间达到T0时，将PWM占空比设置为0％；
其中ER为均衡风缸的实际压力值，ERT为过充压力值，A为第一预设压力值，取值范围为3-7kPa，B为第二预设压力值，取值范围为0-2kPa，M为预设占空比，取值范围为30％-50％，T0为预设时长，取值范围为3-7s。
8.根据权利要求6或7所述的机车制动过充控制装置，其特征在于：还包括均衡排风电磁阀，所述均衡排风电磁阀与所述制动控制单元连接；所述制动控制单元还用于当接收到过充减压指令时，执行过充减压：控制所述均衡排风电磁阀将均衡风缸的压力值调节至系统定压值。
9.根据权利要求8所述的机车制动过充控制装置，其特征在于：所述过充减压持续n个周期，每个周期的持续时间为t1，且每个周期内均衡风缸的压力值的减少量△p＜V*t1，所述V为引起机车制动的列车管减压速率。
10.根据权利要求9所述的机车制动过充控制装置，其特征在于：每个所述周期内调用一次PWM控制算法来控制所述均衡排风电磁阀的开启，每次PWM控制算法的运行时长为△t，PWM占空比为100％。
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