CN114735003A

CN114735003A - 轨道车辆、轨道车辆保持制动控制方法及控制系统

Info

Publication number: CN114735003A
Application number: CN202210223298.7A
Authority: CN
Inventors: 于晓杰; 崔宁宁; 刘海涛; 刘金柱; 杜兆波
Original assignee: CRRC Qingdao Sifang Co Ltd
Current assignee: CRRC Qingdao Sifang Co Ltd
Priority date: 2022-03-07
Filing date: 2022-03-07
Publication date: 2022-07-12
Anticipated expiration: 2042-03-07
Also published as: CN114735003B

Abstract

本发明公开了一种轨道车辆、轨道车辆保持制动控制方法及控制系统，该控制方法包括以下步骤：获取至少包括牵引力、行驶速度、制动指令以及车辆模式在内的车辆工况参数；当判断车辆处于无牵引需求状态时，根据所述行驶速度与预存第一速度范围、预存第二速度范围之间的关系，计算保持制动力；其中，当所述行驶速度处于所述预存第一速度范围，则保持制动力为F2＝M g sin(j)；当所述行驶速度处于所述预存第二速度范围，则保持制动力为F_HB‑SIG＝k1*F2；通过以上描述可知，本发明再对车辆进行保持制动时，至少分为两个阶段，保持制动力由小到大进行逐步加载，从而减少了保持制动力的突兀变化，减缓车辆加减速率的变化，从而大大提高了舒适性。

Description

轨道车辆、轨道车辆保持制动控制方法及控制系统

技术领域

本发明涉及制动控制技术领域，特别涉及一种轨道车辆、轨道车辆保持制动控制方法及控制系统。

背景技术

保持制动为实现车辆在停下或启动时不发生后溜事故的功能。

通常，保持制动力需考虑最严重工况下的坡道下滑力，即空车在最大坡道情况下救援一列最大载荷车辆，这导致保持制动力设置的非常大。过大的保持制动力在施加和缓解的瞬间会对车辆产生一个很大的冲击，影响了乘客乘车舒适性；另外，在列车控制系统故障情况下，无法获取准确的牵引力情况，保持制动缓解过早可能导致溜车，而缓解太晚又容易导致车辆无法启动。

因此，如何在克服上述缺陷之一，实现保持制动可靠的前提下，尽量提高制动舒适性，是本领域内技术人员始终关注的技术问题。

发明内容

本发明的一个目的为提供一种提高制动舒适性和可靠性的轨道车辆保持制动控制方法及控制系统。本发明的另一个目的为提供一种具有上述控制系统的轨道车辆。

本发明提供了一种轨道车辆保持制动控制方法，该控制方法包括以下步骤：

获取至少包括牵引力、行驶速度、制动指令以及车辆模式在内的车辆工况参数；

当判断车辆处于无牵引需求状态时，根据所述行驶速度与预存第一速度范围、预存第二速度范围之间的关系，计算保持制动力；其中，当所述行驶速度处于所述预存第一速度范围，则保持制动力为F2＝Mgsin(j)；当所述行驶速度处于所述预存第二速度范围，则保持制动力为F_HB-SIG＝k1*F2；所述预存第一速度范围中各数值大于所述预存第二速度范围中各数值；M为车辆实际重量，j为车辆当前线路最大坡道倾角，g为重力加速度，k1为大于1的整数。

通过以上描述可知，本发明再对车辆进行保持制动时，至少分为两个阶段，保持制动力由小到大进行逐步加载，从而减少了保持制动力的突兀变化，减缓车辆加减速率的变化，从而大大提高了舒适性。

可选的，当车辆处于无牵引需求状态，计算保持制动力时还进一步判断车辆处于单车工况模式还是救援工况模式，当车辆处于救援工况时，除了根据所述行驶速度与预存第一速度范围、预存第二速度范围之间的关系，计算保持制动力之外，还进一步判断所述行驶速度与预存第三速度范围之间的关系，当所述行驶速度处于所述预存第三速度范围，保持制动力为F_HB-TOW＝k2*(F2+F3)，其中F3＝M₃ g sin(j)，M₃为车辆为最大载客量状态下的重量，k2为大于或者等于1的整数；

其中，所述预存第三速度范围中各数值均小于所述预存第二速度范围中各数值。

可选的，在施加保持制动力同时还判断当前工况所述制动指令所对应的制动力，将所述制动力和所述保持制动力两者中大的一者施加给车辆。

可选的，在车辆施加保持制动力后，还实时获取至少包括牵引力、行驶速度、制动指令以及车辆模式在内的车辆工况参数；当检测到车辆处于单车工况的应急模式、有牵引需求和需要解除制动，则按以下方法对保持制动进行缓解：保持制动力维持第一预定时间后，将保持制动力缓解为F2，直至车辆行驶速度大于零时，缓解全部保持制动力。

可选的，当车辆处于单车工况的正常模式、有牵引需求且有需要解除制动，则按以下方法对保持制动进行缓解：当车辆总牵引力大于或者等于F1时，缓解保持制动力至F2，直至车辆行驶速度大于零时，缓解全部保持制动力；其中F1＝M₀ g sin(j)，M₀为车辆空车重量。

可选的，当车辆处于救援工况的应急模式，则不自动缓解保持制动；当车辆处于救援工况的正常模式、有牵引需求和需要解除制动求按以下方法对保持制动进行缓解：当总牵引力大于或者等于F3时，缓解部分保持制动力以使保持制动力缓解降低至F2。

可选的，当车辆处于救援工况的正常模式、有牵引需求和需要解除制动按以下方法对保持制动进行缓解：当总牵引力大于或者等于F3+F 2时，缓解全部保持制动力。

可选的，当检测到行驶速度大于或者等于5km/h持续预定时间后，缓解全部保持制动力；

或者/和，当所述制动指令处于高电平时，则需要解除制动。

可选的，所述应急模式根据以下条件判断：“车辆应急模式”信号为高电平或者/和，“车辆应急模式”信号为低电平但与TCMS通信中断。

可选的，所述预存第一速度范围为0.8-1.5km/h，所述预存第二速度范围为0-0.8km/h。

再者，本发明还提供了一种轨道车辆保持制动控制系统，包括上述任一项所述轨道车辆保持制动控制方法。

另外，本发明还提供了一种轨道车辆，包括上述轨道车辆保持制动控制系统。

本发明所提供的轨道车辆及轨道车辆保持制动控制系统具有上述轨道车辆保持制动控制方法，故二者也具有轨道车辆保持制动控制方法的上述技术效果。

附图说明

图1为本发明一种实施例中轨道车辆保持制动控制方法中施加保持制动力的流程图；

图2为本发明另一种实施例中轨道车辆保持制动控制方法中缓解保持制动力的流程图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明一种实施例中轨道车辆保持制动控制方法中施加制动的流程图。

S1、获取至少包括牵引力、行驶速度、制动指令以及车辆模式在内的车辆工况参数；

通过牵引力参数可以判断车辆此时牵引力大小及有无牵引需求。制动指令通常包括常用制动、快速制动和紧急制动等全部制动命令。车辆模式可以大致包括单车工况模式和救援工况模式。

S2、当判断车辆处于无牵引需求状态时，根据行驶速度与预存第一速度范围、预存第二速度范围之间的关系，计算保持制动力；其中，当行驶速度处于预存第一速度范围，则保持制动力为F2＝M g sin(j)；当行驶速度处于预存第二速度范围，则保持制动力为F_HB-SIG＝k1*F2；预存第一速度范围中各数值大于预存第二速度范围中各数值；M为车辆实际重量，j为车辆当前线路最大坡道倾角，k1为大于1的整数。

预存第一速度范围和预存第二速度范围可以根据具体使用环境而定，例如预存第一速度范围为0.8-1.5km/h，预存第二速度范围为0-0.8km/h。在一种具体实施例中，当行驶速度小于或者等于1km/h时，保持制动力大小可以为F2＝M g sin(j)；当行驶速度下降至0.51km/h时，保持制动力为F_HB-SIG＝k1*F2。

在一种具体实施例中，轨道车辆保持制动控制方法还进一步包括：在车辆处于无牵引需求状态，计算保持制动力之前还进一步判断车辆处于单车工况还是救援工况，当车辆处于救援工况时，还进一步判断行驶速度与预存第三速度范围之间的关系，当行驶速度处于预存第三速度范围，保持制动力为F_HB-TOW＝k2*(F2+F3)，其中F3＝M₃ g sin(j)，M₃为车辆为最大载客量状态下的重量，k2为大于或者等于1的整数。预存第三速度范围中速度数值小于预存第二速度范围数值。

例如，当车辆行驶速度降低至0.2km/h时，保持制动力增加至F_HB-TOW＝k2*(F2+F3)。

上述实施例中，在车辆处于救援工况模式下，将保持制动力的等级分为三级，与单车工况模式相比，保持制动力的强度更大，有利于提高保持制动可靠性。

上述各实施例中，轨道车辆保持制动控制方法还进一步包括：在施加保持制动力的同时，还判断当前工况制动指令所对应的制动力，将制动力和保持制动力两者中大的一者施加给车辆。

这样大大提高了车辆保持制动的可靠性。

上述各实施例中，轨道车辆保持制动控制方法还包括：在车辆施加保持制动力后，还进一步根据所检测的车辆工况参数进行以下判断：当检测到车辆处于单车工况的应急模式、有牵引需求和需要解除制动时，则按以下方法对保持制动进行缓解：保持制动力维持第一预定时间后，将保持制动力缓解为F2，直至车辆行驶速度大于零时，缓解全部保持制动力。

需要说明的是，本文所述的需要解除制动是指无制动指令。

其中第一预定时间可以根据具体情形而定，例如第一预定时间可以为1秒或者2秒等。

上述各实施例中，在对保持制动力的车辆进行缓解时，至少分为两步，逐渐减少保持制动力，这样当列车控制系统故障情况下，通过上述缓解保持制动力的方法避免刘彻及无法启动现象的发生。

在另一种具体实施方式中，当车辆处于单车工况的正常模式、有牵引需求且有制动需求，则按以下方法对保持制动进行缓解：当车辆总牵引力大于或者等于F1时，缓解保持制动力至F2，直至车辆行驶速度大于零时，缓解全部保持制动力；其中F1＝M₀ g sin(j)，M₀为车辆空车重量。

通过以上描述可知，当车辆需要缓解保持制动力时，可以按照以下步骤进行：

S10、判断车辆处于单车工况模式还是救援工况模式，如果处于单车工况，则执行S11，如果处于救援工况模式，则执行S12；

S11、保持制动力维持第一预定时间后，将保持制动力缓解为F2，直至车辆行驶速度大于零时，缓解全部保持制动力；

S12、当车辆总牵引力大于或者等于F1时，缓解保持制动力至F2，直至车辆行驶速度大于零时，缓解全部保持制动力；其中F1＝M₀ gsin(j)，M₀为车辆空车重量。

本发明中的轨道车辆保持制动控制方法还进一步包括：当车辆处于救援工况的应急模式，则不自动缓解保持制动；当车辆处于救援工况的正常模式、有牵引需求和制动需求按以下方法对保持制动进行缓解：当总牵引力大于或者等于F3时，缓解部分保持制动力以使保持制动力缓解降低至F2。

上述实施方式中，将车辆救援工况分为应急模式和正常模式，针对两个不同模式进行不同的缓解保持制动力，大大提高了车辆运行的安全性。

进一步地，当车辆处于救援工况的正常模式、有牵引需求和制动需求按以下方法对保持制动进行缓解：当总牵引力大于或者等于F3+F2时，缓解全部保持制动力。

另外，上述各实施例中，当检测到行驶速度大于或者等于5km/h持续预定时间后，缓解全部保持制动力。

上述各实施例中，应急模式可以根据以下条件判断：“车辆应急模式”信号为高电平或者/和，“车辆应急模式”信号为低电平，但与TCMS(英文全称为：Train control andmanagement system，中文为：列车控制及监视系统)通信中断。

在以上公开的内容基础上，本文提供了一种具体的保持制动力施加的控制方法，内容如下：

S20、获取至少包括牵引力、行驶速度、制动指令以及车辆模式在内的车辆工况参数；

S21、判断车辆有无牵引需求及车辆模式，如果有牵引需求且处于单车工况模式，则执行步骤S22；如果有牵引需求且处于应急工况模式，则执行步骤S23；

S22、根据所述行驶速度与预存第一速度范围、预存第二速度范围之间的关系，计算保持制动力；其中，当所述行驶速度处于所述预存第一速度范围，则保持制动力为F2＝Mg sin(j)；当所述行驶速度处于所述预存第二速度范围，则保持制动力为F_HB-SIG＝k1*F2；在施加保持制动力同时还判断当前工况制动指令所对应的制动力，将制动力和所述保持制动力两者中大的一者施加给车辆；

S23、根据行驶速度与预存第一速度范围、预存第二速度范围之间的关系，计算保持制动力；其中，当行驶速度处于所述预存第一速度范围，则保持制动力为F2＝M g sin(j)；当行驶速度处于预存第二速度范围，则保持制动力为F_HB-SIG＝k1*F2；当行驶速度处于所述预存第三速度范围，保持制动力为F_HB-TOW＝k2*(F2+F3)；在施加保持制动力同时还判断当前工况制动指令所对应的制动力，将制动力和所述保持制动力两者中大的一者施加给车辆。

另外，以下给出了车辆保持制动力缓解的一种具体方法：

S30、实时获取至少包括牵引力、行驶速度、制动指令以及车辆模式在内的车辆工况参数；

S31、当检测到车辆处于单车工况的应急模式、有牵引需求和需要解除制动，则保持制动力维持第一预定时间后，将保持制动力缓解为F2，直至车辆行驶速度大于零时，缓解全部保持制动力执行步骤S32；

当车辆处于单车工况的正常模式、有牵引需求、有需要解除制动，且车辆总牵引力大于或者等于F1时，缓解保持制动力至F2，直至车辆行驶速度大于零时，缓解全部保持制动力；

其中F1＝M₀ g sin(j)，M₀为车辆空车重量；

当车辆处于救援工况的应急模式，则不自动缓解保持制动；

当车辆处于救援工况的正常模式、有牵引需求和需要解除制动，且总牵引力大于或者等于F3时，缓解部分保持制动力以使保持制动力缓解降低至F2；当总牵引力大于或者等于F3+F 2时，缓解全部保持制动力。

上述各判断中，当检测到行驶速度大于或者等于5km/h持续预定时间后，缓解全部保持制动力。

关于轨道车辆的其他结构本文不做赘述，请参考现有技术。

以上对本发明所提供的一种轨道车辆保持制动控制方法进行了详细介绍。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

1.一种轨道车辆保持制动控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的轨道车辆保持制动控制方法，其特征在于，当车辆处于无牵引需求状态，计算保持制动力时还进一步判断车辆处于单车工况模式还是救援工况模式，当车辆处于救援工况时，除了根据所述行驶速度与预存第一速度范围、预存第二速度范围之间的关系，计算保持制动力之外，还进一步判断所述行驶速度与预存第三速度范围之间的关系，当所述行驶速度处于所述预存第三速度范围，保持制动力为F_HB-TOW＝k2*(F2+F3)，其中F3＝M₃gsin(j)，M₃为车辆为最大载客量状态下的重量，k2为大于或者等于1的整数；

3.如权利要求1或2所述的轨道车辆保持制动控制方法，其特征在于，在施加保持制动力同时还判断当前工况所述制动指令所对应的制动力，将所述制动力和所述保持制动力两者中大的一者施加给车辆。

4.如权利要求1或2所述的轨道车辆保持制动控制方法，其特征在于，在车辆施加保持制动力后，还实时获取至少包括牵引力、行驶速度、制动指令以及车辆模式在内的车辆工况参数；当检测到车辆处于单车工况的应急模式、有牵引需求和需要解除制动，则按以下方法对保持制动进行缓解：保持制动力维持第一预定时间后，将保持制动力缓解为F2，直至车辆行驶速度大于零时，缓解全部保持制动力。

5.如权利要求4所述的轨道车辆保持制动控制方法，其特征在于，当车辆处于单车工况的正常模式、有牵引需求且有需要解除制动，则按以下方法对保持制动进行缓解：当车辆总牵引力大于或者等于F1时，缓解保持制动力至F2，直至车辆行驶速度大于零时，缓解全部保持制动力；其中F1＝M₀gsin(j)，M₀为车辆空车重量。

6.如权利要求1或2所述的轨道车辆保持制动控制方法，其特征在于，当车辆处于救援工况的应急模式，则不自动缓解保持制动；当车辆处于救援工况的正常模式、有牵引需求和需要解除制动求按以下方法对保持制动进行缓解：当总牵引力大于或者等于F3时，缓解部分保持制动力以使保持制动力缓解降低至F2。

7.如权利要求6所述的轨道车辆保持制动控制方法，其特征在于，当车辆处于救援工况的正常模式、有牵引需求和需要解除制动按以下方法对保持制动进行缓解：当总牵引力大于或者等于F3+F2时，缓解全部保持制动力。

8.如权利要求4或6所述的轨道车辆保持制动控制方法，其特征在于，当检测到行驶速度大于或者等于5km/h持续预定时间后，缓解全部保持制动力；

或者/和，当所述制动指令处于高电平时，则需要解除制动。

9.如权利要求4或6所述的轨道车辆保持制动控制方法，其特征在于，所述应急模式根据以下条件判断：“车辆应急模式”信号为高电平或者/和，“车辆应急模式”信号为低电平但与TCMS通信中断。

10.如权利要求1至3任一项所述的轨道车辆保持制动控制方法，其特征在于，所述预存第一速度范围为0.8-1.5km/h，所述预存第二速度范围为0-0.8km/h。

11.一种轨道车辆保持制动控制系统，其特征在于，包括权利要求1至10任一项所述轨道车辆保持制动控制方法。

12.一种轨道车辆，其特征在于，包括权利要求11所述的轨道车辆保持制动控制系统。