《軌道車輛制動控制方法及裝置》是中車唐山機車車輛有限公司於2014年6月10日申請的專利，該專利的申請號為2014102550627，公布號為CN103991444A，授權公布日為2014年8月20日，發明人是楊永勤、張新永、陳澍軍、秦佳穎、劉中華。
《軌道車輛制動控制方法及裝置》施例提供一種軌道車輛制動控制方法及裝置。該發明軌道車輛制動控制方法，包括：接收減速度指令，所述減速度指令包括目標減速度；對軌道車輛施加第一制動力，所述第一制動力為所述目標減速度對應的預設的制動力；測量所述軌道車輛的實時減速度；根據所述軌道車輛的實時減速度和所述目標減速度的差值，以及所述第一制動力，確定第二制動力；對所述軌道車輛施加所述第二制動力。
2018年12月20日，《軌道車輛制動控制方法及裝置》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《軌道車輛制動控制方法及裝置》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：軌道車輛制動控制方法及裝置
- 公告號：CN103991444A
- 授權日：2014年8月20日
- 申請號：2014102550627
- 申請日：2014年6月10日
- 申請人：中車唐山機車車輛有限公司
- 地址：河北省唐山市豐潤區廠前路3號
- 發明人：楊永勤、張新永、陳澍軍、秦佳穎、劉中華
- Int.Cl.：B60T8/32(2006.01)I; B61H11/00(2006.01)I
- 代理機構：北京同立鈞成智慧財產權代理有限公司
- 代理人：劉芳
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,操作內容,實施案例,榮譽表彰,
專利背景
隨著軌道車輛技術的發展，軌道車輛正在成為越來越多旅客出行的首選交通工具，在軌道車輛的行駛過程中，由於乘客頻繁上下列車，軌道車輛總載重不斷發生變化，為了向乘客提供更舒適的軌道車輛行駛體驗，軌道車輛的制動控制系統需要提供更準確的制動力。
一種現有的計算需要施加的制動力的方法是：通過根據軌道車輛的轉向架上的彈簧的位移和壓力的變化，採集載重信息，軌道車輛的制動系統根據載重信息計算出需要施加的制動力。
然而，由於很多轉向架採用橡膠彈簧材料，而這種彈簧難於根據位移和壓力採集總載重信息，因此無法準確得出需要施加的制動力。
發明內容
專利目的
《軌道車輛制動控制方法及裝置》提供一種軌道車輛制動控制方法及裝置，以實現解決了在無法通過轉向架上的彈簧材料的位移和壓力獲得軌道車輛的總載重信息時，準確確定需要施加的制動力。
技術方案
《軌道車輛制動控制方法及裝置》的第一方面提供一種軌道車輛制動控制方法，包括：
接收減速度指令，所述減速度指令包括目標減速度；
對軌道車輛施加第一制動力，所述第一制動力為所述目標減速度對應的預設的制動力；
測量所述軌道車輛的實時減速度；
根據所述軌道車輛的實時減速度和所述目標減速度的差值，以及所述第一制動力，確定第二制動力；
對所述軌道車輛施加所述第二制動力。
結合第一方面，在第一方面的第一種可能的實現方法中，所述根據所述軌道車輛的實時減速度和所述目標減速度的差值，以及所述第一制動力，確定第二制動力，具體包括：
根據所述實時減速度和所述第一制動力，計算所述軌道車輛的實時載重；根據所述實時減速度與所述目標減速度的差值和所述軌道車輛的實時載重，計算所述第二制動力；或者，
根據所述實時減速度與所述目標減速度的差值和所述第一制動力直接計算所述第二制動力。
結合第一方面，第一方面的第一種可能的實現方式，在第一方面的第二種可能的實現方法中，所述實時減速度為開始施加所述第一制動力後初始監測時刻的速度、經過預設監測時長後的速度的差值與預設監測時長的比值。
結合第一方面的第二種可能的實現方式，在第一方面的第三種可能的實現方法中，所述預設的制動力為所述軌道車輛處於空載狀態時在所述預設時長內能夠達到所述目標減速度需要施加的制動力；或者，所述預設的制動力為所述軌道車輛處於空載狀態時在所述預設時長內能夠達到所述目標減速度所屬的減速度區間的最低減速度需要施加的制動力。
《軌道車輛制動控制方法及裝置》的第二方面提供一種軌道車輛制動控制裝置，包括：
接收模組，用於接收減速度指令，所述減速度指令包括目標減速度；
制動模組，用於對軌道車輛施加第一制動力，所述第一制動力為所述接收模組接收的減速度指令包括的所述目標減速度對應的預設的制動力；
測量模組，用於測量所述軌道車輛的實時減速度；
計算模組，用於根據所述測量模組測量的所述軌道車輛的實時減速度和所述接收模組接收的減速度指令包括的所述目標減速度的差值，以及所述第一制動力，確定第二制動力；
所述制動模組，還用於對所述軌道車輛施加所述第二制動力。
結合第二方面，在第二方面的第一種可能的實現方法中，所述計算模組根據所述測量模組測量的軌道車輛的實時減速度和所述接收模組接收的減速度指令包括的所述目標減速度的差值，以及所述第一制動力，確定第二制動力，具體用於：
根據所述實時減速度和所述第一制動力，計算所述軌道車輛的實時載重；根據所述實時減速度與所述目標減速度的差值和所述軌道車輛的實時載重，計算所述第二制動力；或者，
根據所述實時減速度與所述目標減速度的差值和所述第一制動力直接計算所述第二制動力。
結合第一方面，第一方面的第一種可能的實現方式，在第一方面的第二種可能的實現方法中，所述實時減速度為開始施加所述第一制動力後初始監測時刻的速度、經過預設監測時長後的速度的差值與預設監測時長的比值。
結合第一方面的第二種可能的實現方式，在第一方面的第三種可能的實現方法中，所述預設的制動力為所述軌道車輛處於空載狀態時在所述預設時長內能夠達到所述目標減速度需要施加的制動力；或者，所述預設的制動力為所述軌道車輛處於空載狀態時在所述預設時長內能夠達到所述目標減速度所屬的減速度區間的最低減速度需要施加的制動力。
改善效果
《軌道車輛制動控制方法及裝置》實施例軌道車輛制動控制方法，通過根據接收的減速度指令中包括的目標減速度，對軌道車輛施加所述目標減速度對應的第一制動力，並測量軌道車輛的實時減速度，根據軌道車輛的實時減速度和目標減速度的差值以及第一制動力確定一第二制動力，對軌道車輛施加第二制動力，實現了在無法通過轉向架上的彈簧材料的位移和壓力獲得軌道車輛的總載重信息時，準確確定需要施加的制動力。
附圖說明
圖1為《軌道車輛制動控制方法及裝置》軌道車輛制動控制方法實施例一的流程圖；
圖2為圖1實施例一S102中目標減速度對應的預設的制動力的一種確定方法的流程示意圖；
圖3為《軌道車輛制動控制方法及裝置》軌道車輛制動控制方法實施例二的流程示意圖
圖4為《軌道車輛制動控制方法及裝置》軌道車輛制動控制裝置實施例的結構示意圖。
技術領域
《軌道車輛制動控制方法及裝置》涉及自動控制技術，尤其涉及一種軌道車輛制動控制方法及裝置。
權利要求
1.一種軌道車輛制動控制方法，其特徵在於，接收減速度指令，所述減速度指令包括目標減速度；對軌道車輛施加第一制動力，所述第一制動力為所述目標減速度對應的預設的制動力；測量所述軌道車輛的實時減速度；根據所述軌道車輛的實時減速度和所述目標減速度的差值，以及所述第一制動力，確定第二制動力；對所述軌道車輛施加所述第二制動力。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，根據所述軌道車輛的實時減速度和所述目標減速度的差值，以及所述第一制動力，確定第二制動力，具體包括：根據所述實時減速度和所述第一制動力，計算所述軌道車輛的實時載重；根據所述實時減速度與所述目標減速度的差值和所述軌道車輛的實時載重，計算所述第二制動力；或者，根據所述實時減速度與所述目標減速度的差值和所述第一制動力直接計算所述第二制動力。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述實時減速度為開始施加所述第一制動力後初始監測時刻的速度、經過預設監測時長後的速度的差值與預設監測時長的比值。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述預設的制動力為所述軌道車輛處於空載狀態時在所述預設監測時長內能夠達到所述目標減速度需要施加的制動力；或者，所述預設的制動力為所述軌道車輛處於空載狀態時在所述預設監測時長內能夠達到所述目標減速度所屬的減速度區間的最低減速度需要施加的制動力。
5.一種軌道車輛制動控制裝置，其特徵在於，包括：接收模組，用於接收減速度指令，所述減速度指令包括目標減速度；制動模組，用於對軌道車輛施加第一制動力，所述第一制動力為所述接收模組接收的減速度指令包括的所述目標減速度對應的預設的制動力；測量模組，用於測量所述軌道車輛的實時減速度；計算模組，用於根據所述測量模組測量的所述軌道車輛的實時減速度和所述接收模組接收的減速度指令包括的所述目標減速度的差值，以及所述第一制動力，確定第二制動力；所述制動模組，還用於對所述軌道車輛施加所述第二制動力。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於，所述計算模組根據所述測量模組測量的軌道車輛的實時減速度和所述接收模組接收的減速度指令包括的所述目標減速度的差值，以及所述第一制動力，確定第二制動力，具體用於：根據所述實時減速度和所述第一制動力，計算所述軌道車輛的實時載重；根據所述實時減速度與所述目標減速度的差值和所述軌道車輛的實時載重，計算所述第二制動力；或者，根據所述實時減速度與所述目標減速度的差值和所述第一制動力直接計算所述第二制動力。
7.根據權利要求5或6所述的裝置，其特徵在於，所述實時減速度為開始施加所述第一制動力後初始監測時刻的速度、經過預設監測時長後的速度的差值與預設監測時長的比值。
8.根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述預設的制動力為所述軌道車輛處於空載狀態時在所述預設監測時長內能夠達到所述目標減速度需要施加的制動力；或者，所述預設的制動力為所述軌道車輛處於空載狀態時在所述預設監測時長內能夠達到所述目標減速度所屬的減速度區間的最低減速度需要施加的制動力。
實施方式
操作內容
圖1為《軌道車輛制動控制方法及裝置》軌道車輛制動控制方法實施例一的流程圖，如圖1所示，該實施例的方法可以包括：
S101、接收減速度指令，所述減速度指令包括目標減速度。
其中，所述目標減速度指令可以由軌道車輛的駕駛員設定輸入，所述目標減速度指令可以包含預設的目標減速度，例如，-10米/秒、-50米/秒，也可以包含由駕駛員輸入的具體的目標減速度，例如，-5米/秒，只需要不超過軌道車輛支持的最大目標減速度能力即可。
S102、對軌道車輛施加第一制動力，所述第一制動力為所述目標減速度對應的預設的制動力。
需要說明的是，在軌道車輛投入正式運行前，可以預先規劃若干允許輸入的目標減速度數值，並為每個允許輸入的目標減速度預設一個制動力；或者，可以預先劃分若干制動等級，每個制動等級對應一個減速度區間，並為每個減速度區間預設一個制動力，則所述目標減速度對應的預設的制動力可以為所述目標減速度對應的減速度區間預設的制動力。
例如，1級制動對應減速度區間為-1至-10米/秒，2級制動對應減速度區間為-11至-30米/秒，3級制動對應減速度區間為-31至-50米/秒，1級制動預設制動力為10000牛，2級制動預設制動力為20000牛，3級制動預設制動力為50000牛。若所述目標減速度為-50米/秒，則所述第一制動力為3級制動對應的預設制動力50000牛。
可選的，所述預設的制動力可以根據所述軌道車輛處於空載狀態時在預設時長內能夠達到所述目標減速度需要施加的制動力確定；或者，所述預設的制動力為所述軌道車輛處於空載狀態時在預設時長內能夠達到所述目標減速度所屬的減速度區間的最低減速度需要施加的制動力。
S103、測量所述軌道車輛的實時減速度。
其中，所述軌道車輛的速度可以通過安裝在軌道車輛的速度感測器獲得，所述速度感測器可以分別獲得施加所述第一制動力的起始時刻的速度和經過一個預設的監測時長後的軌道車輛的速度，則所述實時減速度為開始施加所述第一制動力後初始監測時刻的速度與經過預設監測時長後的速度的差值與所述預設監測時長的比值。所述預設的監測時長可以設定一個比較短的時間，例如，0.5秒，以便於軌道車輛能夠在較短的時間內判斷需要施加的第二制動力。
需要說明的是，由於軌道車輛施加制動力後需要一定的回響時間，如1.5秒，因此可以根據實際情況確定一個回響時間，在開始施加第一制動力之後，間隔預設的回響時間，作為初始監測時刻，採集速度數據。
例如，速度感測器獲取的起始時刻的速度V1和經過預設的監測時長後的速度V2分別為60米/秒和45米/秒，預設的監測時長△T為0.5秒，則實時減速度A1可以根據公式（1）計算得出為-10米/秒。
S104、根據所述軌道車輛的實時減速度和所述目標減速度的差值，以及所述第一制動力，確定第二制動力。
其中，軌道車輛的制動系統可以先根據所述實時減速度和所述第一制動力，計算所述軌道車輛的實時載重；再根據所述實時減速度與所述目標減速度的差值與所述軌道車輛的實時載重，進而計算所述第二制動力；或者，
軌道車輛的制動系統也可以根據所述實時減速度和所述目標減速度的差值、所述第一制動力直接計算所述第二制動力。
舉例來說，若步驟S101中的目標減速度為A0，步驟S102中施加的第一制動力為F1，步驟S103中測得的實時減速度為A1，根據公式（2）可以計算出軌道車輛的實時載重M，具體如下：
則第二制動力F2可以根據公式（3）計算得出，具體如下：
或者，第二制動力F2也可以直接根據公式（4）計算得出，具體如下：
可選的，該領域的技術人員應當明了，施加第一制動力的預設的監測時長與施加第二制動力的時長可以不同，也就是說，若期望在更短的時間達到所述目標減速度時，可以適當增加第二制動力，計算第二制動力時可以考慮將所述更短的時間作為調整係數進行計算，《軌道車輛制動控制方法及裝置》不做限制。
S105、對所述軌道車輛施加所述第二制動力。
軌道車輛的制動系統根據步驟S105計算得到的第二制動力的大小開始對軌道車輛施加制動力，軌道車輛在預設監測時間內就可以達到S101中的目標減速度，軌道車輛的駕駛員可以根據需要隨時結束所述減速度指令的執行過程，以保證軌道車輛的行駛速度滿足實際的行駛需要。
該實施例，通過根據接收的減速度指令中包括的目標減速度，對軌道車輛施加所述目標減速度對應的第一制動力，並測量軌道車輛的實時減速度，根據軌道車輛的實時減速度和目標減速度的差值以及第一制動力確定一第二制動力，對軌道車輛施加第二制動力，實現了在無法通過轉向架上的彈簧材料的位移和壓力獲得軌道車輛的總載重信息時，準確確定需要施加的制動力。
圖2為圖1實施例一S102中目標減速度對應的預設的制動力的一種確定方法的流程示意圖。其中，預設的允許輸入的目標減速度數值或者預設的減速度區間對應的預設的制動力，可以通過在軌道車輛處於空載狀態運行時，測試軌道車輛在預設時長內達到預設的目標減速度數值或者每個減速度區間的最低減速度需要施加的制動力獲得。
如圖2所示，軌道車輛調試階段可以通過重複執行S201-S205的步驟獲得對應的預設的制動力。具體的：
S201、開始施加制動力。
其中，所述制動力可以根據車重的實際情況選擇初次調試時使用的制動力。
S202、等待預設回響時間T1。
S203、獲得軌道車輛初始監測時刻的速度。
S204、在預設監測時長持續施加測試製動力。
S205、獲得軌道車輛經過預設監測時長的速度。
其中，所述監測時長可以是期望的施加制動力的生效時間。在S205之後，軌道車輛的調試人員可以根據S205和S203獲得的速度的差值，調整下一輪測試時S201中需要施加的制動力的大小，並最終確定出達到目標減速度需要施加的預設制動力。
需要說明的是，由於確定所述目標減速度的預設的制動力的調試過程是在軌道車輛處於空載狀態下測試得出的，因此，得到的預設的制動力在軌道車輛處於有載荷運行中時，該制動力不會使得軌道車輛的減速度超過目標減速度，這樣，軌道車輛在接收到包含目標減速度的減速度指令，並對軌道車輛施加根據圖2所示的預設的制動力的確定方法確定得到的第一制動力，再根據測量得到的實時減速度，計算得到的第二制動力只需要比第一制動力稍大一點，這樣的話，軌道車輛的制動過程不會發生速度陡變，制動過程將非常平穩，不會影響乘客的乘坐體驗。
實施案例
下面採用幾個具體的實施例，對圖1所示方法實施例的技術方案進行詳細說明。
圖3為《軌道車輛制動控制方法及裝置》軌道車輛制動控制方法實施例二的流程示意圖。該實施例的執行主體為軌道車輛的制動系統，如圖3所示，該實施例的步驟包括：
S301、接收減速度指令，開始施加第一制動力。
其中，所述減速度指令包含目標減速度，所述第一制動力為所述目標減速度對應的預設的制動力，所述預設的制動力可以通過圖2所示方法獲得。例如，所述減速度指令包含的目標減速度為-50米/秒，其對應的預設的制動力為3000牛。
S302、等待預設回響時間T1。
例如，回響時間T1為1.8秒。
S303、獲得軌道車輛初始監測時刻的速度。
其中，所述軌道車輛的制動系統可以通過速度感測器獲得軌道車輛的速度。例如，初始監測時刻的速度為80米/秒。
S304、在預設監測時長T2持續施加第一制動力。
例如，預設監測時長T2為0.5秒。
S305、獲得軌道車輛經過預設監測時長的速度，計算第二制動力，施加第二制動力。
其中，經過預設監測時長T2為0.5秒，相當於在接到減速度指令後2.3秒的時刻獲取軌道車輛的速度，此時的速度，例如為60米/秒，則根據公式（1）、（2）或公式（3）可以計算得出第二制動力為3750牛。
該實施例的技術效果與圖1-圖2所示方法技術效果相同，此處不再贅述。
可選的，所述軌道車輛的制動系統在施加所述第二制動力時，可以同時將所述軌道車輛的動能轉化並存儲，用於需要對軌道車輛施加牽引力時使用。例如，轉化為電能。
圖4為《軌道車輛制動控制方法及裝置》軌道車輛制動控制裝置實施例的結構示意圖，該實施例的裝置可以位於軌道車輛側，可以設定於軌道車輛中，也可以獨立於軌道車輛單獨設定，如圖4所示，該實施例的裝置1可以包括：接收模組11、制動模組12、測量模組13、計算模組14，其中：
接收模組11，用於接收減速度指令，所述減速度指令包括目標減速度。
制動模組12，用於對軌道車輛施加第一制動力，所述第一制動力為所述接收模組接收的減速度指令包括的所述目標減速度對應的預設的制動力；還用於，根據計算模組14確定的第二制動力，對所述軌道車輛施加所述第二制動力。
測量模組13，用於測量所述軌道車輛的實時減速度。
計算模組14，用於根據所述測量模組測量的所述軌道車輛的實時減速度和所述接收模組接收的減速度指令包括的所述目標減速度的差值，以及所述第一制動力，確定第二制動力。
可選的，所述計算模組14根據所述測量模組測量的所述軌道車輛的實時減速度和所述接收模組接收的減速度指令包括的所述目標減速度的差值，以及所述第一制動力，確定第二制動力，可以具體用於：
根據所述實時減速度和所述第一制動力，計算所述軌道車輛的實時載重；根據所述實時減速度與所述目標減速度的差值和所述軌道車輛的實時載重，計算所述第二制動力；或者，
根據所述實時減速度與所述目標減速度的差值和所述第一制動力直接計算所述第二制動力。
其中，所述實時減速度可以為開始施加所述第一制動力後初始監測時刻的速度、經過預設監測時長後的速度的差值與預設監測時長的比值。
可選的，所述制動模組12施加的所述預設的制動力為所述軌道車輛處於空載狀態時在所述預設時長內能夠達到所述目標減速度需要施加的制動力；或者，所述預設的制動力為所述軌道車輛處於空載狀態時在所述預設時長內能夠達到所述目標減速度所屬的減速度區間的最低減速度需要施加的制動力。
該實施例的裝置，可以用於執行圖1-3所示方法實施例的技術方案，其實現原理和技術效果類似，此處不再贅述。
該領域普通技術人員可以理解：實現上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通過程式指令相關的硬體來完成。前述的程式可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中。該程式在執行時，執行包括上述各方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括：ROM、RAM、磁碟或者光碟等各種可以存儲程式代碼的介質。
榮譽表彰
2018年12月20日，《軌道車輛制動控制方法及裝置》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
