本發(fā)明涉及車輛制動領(lǐng)域，具體地，涉及一種車輛滑行下的制動方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

制動控制單元(以下簡稱bcu)和牽引控制單元(以下簡稱tcu)均有滑行檢測功能。bcu控制空氣制動防滑，輔助控制電制動防滑，tcu控制電制動防滑，因此，bcu和tcu雙方只進行簡單的信息交互，不影響各自的防滑控制。

目前的車輛制動防滑控制技術(shù)還由外方掌握。因為防滑系統(tǒng)的控制策略是依據(jù)每個國家的粘著機理的研究成果來設(shè)計的，適用于該國輪軌粘著特性；而我國的鐵路運用環(huán)境和輪軌粘著特性都與國外有明顯差異，導(dǎo)致既有的高速動車組在引進初期均出現(xiàn)過不同程度的輪對擦傷事故，所以現(xiàn)有技術(shù)中還沒有適用于我國自主化高速動車組的切除車輛電制動的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例的主要目的在于提供一種車輛滑行下的制動方法及系統(tǒng)，以在車輛嚴重滑行時及時切除車輛電制動，避免輪對擦傷事故。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供一種車輛滑行下的制動方法，包括：

制動控制單元根據(jù)每個軸的軸速度計算車輛的參考速度和每個軸的軸減速度；

制動控制單元根據(jù)參考速度與每個軸的軸速度的差值，以及每個軸的軸減速度，確定每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)；

制動控制單元根據(jù)車輛速度、參考速度、軸速度、參考速度與每個軸的軸速度的差值、每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)對應(yīng)的電制動減少數(shù)值的最大值判斷車輛是否滿足電制動切除條件；

若滿足，制動控制單元發(fā)送電制動切除信號至牽引控制單元；

牽引控制單元根據(jù)電制動切除信號切除電制動。

在其中一種實施例中，當(dāng)牽引控制單元為車控模式時，電制動切除條件包括：

電制動減少數(shù)值的最大值在第一預(yù)設(shè)時間內(nèi)高于第一預(yù)設(shè)數(shù)值；或，

車輛速度與參考速度的差值在第二預(yù)設(shè)時間內(nèi)高于第二預(yù)設(shè)數(shù)值；或，

參考速度與車輛其中一個軸的軸速度的差值在第三預(yù)設(shè)時間內(nèi)高于第三預(yù)設(shè)數(shù)值。

在其中一種實施例中，當(dāng)牽引控制單元為架控模式時，電制動切除條件包括：

電制動減少數(shù)值的最大值在第一預(yù)設(shè)時間內(nèi)高于第一預(yù)設(shè)數(shù)值；或，

車輛速度與參考速度的差值在第二預(yù)設(shè)時間內(nèi)高于第一預(yù)設(shè)數(shù)值；或，

參考速度與當(dāng)前牽引控制單元對應(yīng)的轉(zhuǎn)向架其中一個軸的軸速度的差值在第四預(yù)設(shè)時間內(nèi)高于第四預(yù)設(shè)數(shù)值。

在其中一種實施例中，制動控制單元根據(jù)參考速度與每個軸的軸速度的差值，以及每個軸的軸減速度，確定每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)，具體包括：

制動控制單元根據(jù)參考速度與每個軸的軸速度的差值，以及每個軸的軸減速度，確定每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)。

在其中一種實施例中，還包括：

制動控制單元發(fā)送電制動減少信號至牽引控制單元，電制動減少信號包含電制動減少數(shù)值的最大值；

牽引控制單元根據(jù)電制動減少信號減少車輛的電制動力。

在其中一種實施例中，還包括：

制動控制單元根據(jù)每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)對應(yīng)的空氣制動減少時間控制每個軸的防滑閥以調(diào)節(jié)每個軸對應(yīng)的制動缸的壓力，減少空氣制動力。

在其中一種實施例中，制動控制單元根據(jù)每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)對應(yīng)的空氣制動減少時間控制每個軸的防滑閥，具體包括：

制動控制單元根據(jù)每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)對應(yīng)的空氣制動減少時間控制每個軸的保壓閥和排風(fēng)閥。

本發(fā)明實施例還提供一種車輛滑行下的制動系統(tǒng)，包括制動控制單元和牽引控制單元；

制動控制單元包括：

計算模塊，用于根據(jù)每個軸的軸速度計算車輛的參考速度和每個軸的軸減速度；

滑行狀態(tài)模塊，用于根據(jù)參考速度與每個軸的軸速度的差值，以及每個軸的軸減速度，確定每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)；

判斷模塊，用于根據(jù)車輛速度、參考速度、軸速度、參考速度與每個軸的軸速度的差值、每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)對應(yīng)的電制動減少數(shù)值的最大值判斷車輛是否滿足電制動切除條件；

發(fā)送模塊，用于發(fā)送電制動切除信號至牽引控制單元；

牽引控制單元用于根據(jù)電制動切除信號切除電制動。

在其中一種實施例中，滑行狀態(tài)模塊具體用于：

根據(jù)參考速度與每個軸的軸速度的差值，以及每個軸的軸減速度，確定每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)。

在其中一種實施例中，制動控制單元還用于：發(fā)送電制動減少信號至牽引控制單元，電制動減少信號包含電制動減少數(shù)值的最大值；

牽引控制單元還用于：根據(jù)電制動減少信號減少車輛的電制動力。

在其中一種實施例中，制動控制單元還包括空氣制動減少模塊；

空氣制動減少模塊用于：根據(jù)每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)對應(yīng)的空氣制動減少時間控制每個軸的防滑閥以調(diào)節(jié)每個軸對應(yīng)的制動缸的壓力，減少空氣制動力。

在其中一種實施例中，空氣制動減少模塊具體用于：

根據(jù)每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)對應(yīng)的空氣制動減少時間控制每個軸的保壓閥和排風(fēng)閥。

本發(fā)明實施例的車輛滑行下的制動方法及系統(tǒng)，由車輛的制動控制單元根據(jù)每個軸的軸速度計算車輛的參考速度和每個軸的軸減速度，并根據(jù)參考速度與每個軸的軸速度的差值，以及每個軸的軸減速度，確定每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)。車輛的制動控制單元進一步根據(jù)車輛速度、參考速度、軸速度、參考速度與每個軸的軸速度的差值、每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)對應(yīng)的電制動減少數(shù)值的最大值判斷車輛是否滿足電制動切除條件，若滿足，制動控制單元發(fā)送電制動切除信號至牽引控制單元，牽引控制單元根據(jù)電制動切除信號切除電制動。本發(fā)明可以在車輛嚴重滑行時及時切除車輛電制動，避免輪對擦傷事故。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例中車輛滑行下的制動方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明實施例中車輛滑行下的制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是本發(fā)明實施例中車輛滑行下的制動系統(tǒng)其中一種實施例的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

鑒于目前沒有適用于我國自主化高速動車組的切除車輛電制動的方法，本發(fā)明實施例提供一種車輛滑行下的制動方法及系統(tǒng)，由車輛的制動控制單元根據(jù)每個軸的軸速度計算車輛的參考速度和每個軸的軸減速度，并根據(jù)參考速度與每個軸的軸速度的差值，以及每個軸的軸減速度，確定每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)。車輛的制動控制單元進一步根據(jù)車輛速度、參考速度、軸速度、參考速度與每個軸的軸速度的差值、每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)對應(yīng)的電制動減少數(shù)值的最大值判斷車輛是否滿足電制動切除條件，若滿足，制動控制單元發(fā)送電制動切除信號至牽引控制單元，牽引控制單元根據(jù)電制動切除信號切除電制動。本發(fā)明可以在車輛嚴重滑行時及時切除車輛電制動，避免輪對擦傷事故。

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。

圖1是本發(fā)明實施例中車輛滑行下的制動方法的流程圖。如圖1所示，車輛滑行下的制動方法包括：

步驟101：制動控制單元根據(jù)每個軸的軸速度計算車輛的參考速度和每個軸的軸減速度。

步驟102：制動控制單元根據(jù)參考速度與每個軸的軸速度的差值，以及每個軸的軸減速度，確定每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)。

步驟103：制動控制單元根據(jù)車輛速度、參考速度、軸速度、參考速度與每個軸的軸速度的差值、每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)對應(yīng)的電制動減少數(shù)值的最大值判斷車輛是否滿足電制動切除條件；

步驟104：制動控制單元發(fā)送電制動切除信號至牽引控制單元；

步驟105：牽引控制單元根據(jù)電制動切除信號切除電制動。

在執(zhí)行步驟101之前，位于每個軸上的速度傳感器采集每個軸的軸速度，并將其發(fā)送至制動控制單元(bcu)。列車控制和管理系統(tǒng)(traincontrolandmanagementsystem，tcms)采集車輛速度并將其發(fā)送至制動控制單元。

電制動時，制動控制單元具體通過如下方式判斷每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)：根據(jù)參考速度與每個軸的軸速度的差值，以及每個軸的軸減速度，確定每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)。具體實施時，可以通過矩陣映射表來實現(xiàn)，例如，將參考速度與軸速度的差值劃分為a1-ai共i個等級，將軸減速度劃分為b1-bj共j個等級，形成一個共有i×j個等級的滑行狀態(tài)矩陣表，每個等級與滑行狀態(tài)均一一對應(yīng)。例如，當(dāng)參考速度與軸速度的差值位于第x個等級，軸減速度位于第y個等級時，此時的滑行狀態(tài)為該矩陣表第x行，第y列對應(yīng)的滑行狀態(tài)。其中，車輛的參考速度為軸速度中的最大值。

當(dāng)牽引控制單元(tcu)為車控模式時，步驟103中的電制動切除條件具體包括：

電制動減少數(shù)值的最大值在第一預(yù)設(shè)時間內(nèi)高于第一預(yù)設(shè)數(shù)值；或，車輛速度與參考速度的差值在第二預(yù)設(shè)時間內(nèi)高于第二預(yù)設(shè)數(shù)值；或，參考速度與車輛其中一個軸的軸速度的差值在第三預(yù)設(shè)時間內(nèi)高于第三預(yù)設(shè)數(shù)值。

當(dāng)牽引控制單元為架控模式時，步驟103中的電制動切除條件具體包括：

電制動減少數(shù)值的最大值在第一預(yù)設(shè)時間內(nèi)高于第一預(yù)設(shè)數(shù)值；或，車輛速度與參考速度的差值在第二預(yù)設(shè)時間內(nèi)高于第一預(yù)設(shè)數(shù)值；或，參考速度與當(dāng)前牽引控制單元對應(yīng)的轉(zhuǎn)向架其中一個軸的軸速度的差值在第四預(yù)設(shè)時間內(nèi)高于第四預(yù)設(shè)數(shù)值。在架控模式中，一個牽引控制單元分別控制兩個轉(zhuǎn)向架，每個轉(zhuǎn)向架均對應(yīng)一個制動控制單元和兩個軸。一般而言，位于同一轉(zhuǎn)向架上的兩個軸的軸速度基本相等。

實施例中，當(dāng)輪軌間粘著條件較差、車輛輪對產(chǎn)生滑行時，制動控制單元會先采用空電復(fù)合制動，即同時進行空氣制動防滑和電制動防滑，可抑制車輛滑行，防止車輛輪對擦傷，并充分利用粘著以縮短不利粘著條件下的制動距離。如果制動控制單元判斷出車輪嚴重滑行時(即滿足步驟103中的電制動切除條件)，說明空氣制動防滑和電制動防滑幾乎沒有起到效果。此時為避免并聯(lián)牽引電機耦合作用帶來的車輛的參考速度計算異常(此時車輛的參考速度不是軸速度中的最大值)和輪對擦傷，制動控制單元發(fā)送電制動切除信號至牽引控制單元，牽引控制單元收到的電制動切除信號后，切除電制動。同時，制動控制單元在切除電制動后仍采用獨立的空氣制動防滑，以保證防滑控制和列車制動距離。

電制動防滑時，制動控制單元發(fā)送電制動減少信號至牽引控制單元，電制動減少信號包含電制動減少數(shù)值的最大值；牽引控制單元根據(jù)電制動減少信號減少車輛的電制動力。例如，在架控模式下，一個軸對應(yīng)的電制動減少數(shù)值為10％，另一個軸對應(yīng)的電制動減少數(shù)值為30％；此時，制動控制單元發(fā)送的電制動減少數(shù)值為30％，牽引控制單元根據(jù)電制動減少信號減少原先電制動力的30％。

空氣制動防滑時，采用調(diào)整制動缸壓力的方法來進行滑行再粘著的控制。實施例中，制動控制單元根據(jù)每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)對應(yīng)的空氣制動減少時間控制每個軸的防滑閥，以調(diào)節(jié)每個軸對應(yīng)的制動缸的壓力，減少空氣制動力。與電制動不同，此時根據(jù)參考速度與每個軸的軸速度的差值以及每個軸的軸減速度，確定車輛每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)。每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)不同，對每個制動缸的壓力調(diào)節(jié)也不同。

防滑閥包括保壓閥和排風(fēng)閥。制動控制單元根據(jù)每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)對應(yīng)的空氣制動減少時間控制每個軸的保壓閥和排風(fēng)閥；空氣制動減少時間包括保壓閥的上電持續(xù)時間和排風(fēng)閥的上電持續(xù)時間。

實施例中，當(dāng)車輛滿足電制動切除復(fù)位條件時，制動控制單元復(fù)位電制動切除信號。電制動切除復(fù)位條件包括：車輛滑行結(jié)束；或，本次制動結(jié)束(例如，制動緩解或由制動變?yōu)闋恳?；或，車輛停止。

圖3是本發(fā)明實施例中車輛滑行下的制動系統(tǒng)其中一種實施例的結(jié)構(gòu)框圖。如圖3所示，制動控制單元通過mvb(多功能車輛總線)或者硬線來發(fā)送電制動減少信號或電制動切除信號至牽引控制單元。

本發(fā)明已在時速350公里的中國標(biāo)準(zhǔn)動車組、長客混合動力動車組、唐山160km城際動車組等車型上采用，現(xiàn)車試驗和運營考核效果良好。對照圖3，本發(fā)明的具體實施過程如下：

1、制動控制單元根據(jù)4路速度傳感器采集的4個軸的軸速度，計算車輛的參考速度和4個軸的軸減速度；從列車控制和管理系統(tǒng)接收車輛速度。

2、制動控制單元根據(jù)參考速度與4個軸速度的4個差值，以及4個軸減速度，確定車輛4個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)，進一步確定4個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)對應(yīng)的電制動減少數(shù)值的最大值和4個軸的空氣制動減少時間。

3、制動控制單元通過多功能車輛總線或者硬線來發(fā)送包含該電制動減少數(shù)值的最大值的電制動減少信號，牽引控制單元根據(jù)電制動減少信號減少車輛的電制動力；同時，還根據(jù)4個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)對應(yīng)的空氣制動減少時間控制4個軸的保壓閥和排風(fēng)閥，以調(diào)節(jié)4個軸對應(yīng)的制動缸的壓力，減少空氣制動力。

4、制動控制單元根據(jù)車輛速度、參考速度、軸速度、參考速度與每個軸的軸速度的差值、當(dāng)前滑行狀態(tài)對應(yīng)的電制動減少數(shù)值的最大值判斷車輛是否滿足電制動切除條件；若滿足，通過多功能車輛總線或者硬線發(fā)送電制動切除信號至牽引控制單元，牽引控制單元根據(jù)電制動切除信號切除電制動。

5、當(dāng)車輛滿足電制動切除復(fù)位條件時，制動控制單元復(fù)位電制動切除信號。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實施例中還提供了一種車輛滑行下的制動系統(tǒng)，由于該系統(tǒng)解決問題的原理與車輛滑行下的制動方法相似，因此該系統(tǒng)的實施可以參見方法的實施，重復(fù)之處不再贅述。

圖2是本發(fā)明實施例中車輛滑行下的制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。如圖2所示，車輛滑行下的制動系統(tǒng)可以包括：制動控制單元和牽引控制單元。

制動控制單元包括：

計算模塊，用于根據(jù)每個軸的軸速度計算車輛的參考速度和每個軸的軸減速度；

滑行狀態(tài)模塊，用于根據(jù)參考速度與每個軸的軸速度的差值，以及每個軸的軸減速度，確定每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)；

判斷模塊，用于根據(jù)車輛速度、參考速度、軸速度、參考速度與每個軸的軸速度的差值、每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)對應(yīng)的電制動減少數(shù)值的最大值判斷車輛是否滿足電制動切除條件；

發(fā)送模塊，用于發(fā)送電制動切除信號至牽引控制單元；

牽引控制單元用于根據(jù)電制動切除信號切除電制動。

在本發(fā)明的一個具體實施例中，滑行狀態(tài)模塊具體用于：

根據(jù)參考速度與每個軸的軸速度的差值中的最大值，以及每個軸的軸減速度中的最大值，確定每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)。

在本發(fā)明的一個具體實施例中，制動控制單元還用于：發(fā)送電制動減少信號至牽引控制單元，電制動減少信號包含電制動減少數(shù)值的最大值；

牽引控制單元還用于：根據(jù)電制動減少信號減少車輛的電制動力。

在本發(fā)明的一個具體實施例中，制動控制單元還包括空氣制動減少模塊；

空氣制動減少模塊用于：根據(jù)每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)對應(yīng)的空氣制動減少時間控制每個軸的防滑閥以調(diào)節(jié)每個軸對應(yīng)的制動缸的壓力，減少空氣制動力。

在本發(fā)明的一個具體實施例中，空氣制動減少模塊具體用于：

根據(jù)每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)對應(yīng)的空氣制動減少時間控制每個軸的保壓閥和排風(fēng)閥。

綜上，本發(fā)明實施例的車輛滑行下的制動方法及系統(tǒng)，由車輛的制動控制單元根據(jù)每個軸的軸速度計算車輛的參考速度和每個軸的軸減速度，并根據(jù)參考速度與每個軸的軸速度的差值，以及每個軸的軸減速度，確定每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)。車輛的制動控制單元進一步根據(jù)車輛速度、參考速度、軸速度、參考速度與每個軸的軸速度的差值、每個軸的當(dāng)前滑行狀態(tài)對應(yīng)的電制動減少數(shù)值的最大值判斷車輛是否滿足電制動切除條件，若滿足，制動控制單元發(fā)送電制動切除信號至牽引控制單元，牽引控制單元根據(jù)電制動切除信號切除電制動。本發(fā)明可以在車輛嚴重滑行時及時切除車輛電制動，避免輪對擦傷事故。

本發(fā)明還會進行空氣制動防滑和電制動防滑，以抑制車輛滑行，防止車輛輪對擦傷，并充分利用粘著以縮短不利粘著條件下的制動距離。

以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。