有轨电车液压制动电子控制装置、制动防滑控制模块及制动防滑控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种有轨电车液压制动电子控制装置、制动防滑控制模块及制动防滑控制方法，通过获取列车载荷M；根据车辆制动级位，获取减速度目标值a目标‑；计算制动力目标值F目标和计算制动缸压力目标值P目标，获取制动缸压力反馈值P反馈，并计算压力目标误差值ΔP；根据所述压力目标误差值ΔP，获得控制液压阀的阀PWM目标控制信号；获取当前轴速度信号V轴，并计算防滑系数Q；根据所述防滑系数Q及所述阀PWM目标控制信号，得到阀PWM最终控制信号，进而驱动液压阀调整制动缸压力，进行制动及防滑控制。本发明专利技术的优点是通过将制动控制与防滑控制集成在一个模块上，并通过设置防滑系数Q实现精确的制动与防滑调节。

Electric vehicle hydraulic brake electronic control device, brake antiskid control module and brake antiskid control method

The invention discloses a tram hydraulic braking electronic control device, anti-skid braking control module and control method of antiskid braking, by train load M; according to the vehicle braking level, obtain target speed target value minus a; calculation of braking force target value F target and calculation of brake cylinder pressure target value P target acquisition brake cylinder pressure feedback value P feedback, and calculate the pressure error value Delta P; according to the pressure error value Delta P, obtained PWM valve control signal to control the target hydraulic valve; obtain the current shaft speed signal of the V axis, and calculate the slip coefficient of Q; according to the anti slip coefficient Q and the PWM target PWM valve control signal, get the final control signal, and then drive the hydraulic valve to adjust the brake cylinder pressure, braking and traction control. The advantage of the invention is to integrate brake control and anti-skid control on a module, and achieve accurate braking and anti skid regulation by setting the skid coefficient Q.

【技术实现步骤摘要】
有轨电车液压制动电子控制装置、制动防滑控制模块及制动防滑控制方法
本专利技术涉及城轨制动
，具体的说，涉及一种有轨电车液压制动电子控制装置、制动防滑控制模块及制动防滑控制方法。
技术介绍
城轨列车制动系统一般采用空气制动系统，包括风源装置和防滑控制装置。风源装置用于为空簧等用风设备供风，制动电子控制装置通过采集空簧压力传感器的信号，计算出载荷，并据此来控制充排气阀进行制动力调节，保证不同载荷下的制动减速度一致。防滑控制装置包括防滑排风阀、速度传感器等，制动电子控制装置通过控制防滑排风阀的动作来调整制动缸压力，防止车轮擦伤并充分利用粘着。制动电子控制装置同时配置有制动控制模块和防滑控制模块，两者在硬件设计及软件功能上相互独立。城轨列车由于安装空间充裕，对制动系统产品的尺寸和配置不会有过多的限制，制动电子控制装置一般采用19英寸宽的3U标准机箱。有轨电车大都采用低地板设计，其地板面距轨面高度一般为250mm～350mm，由于车辆底部空间有限，现有有轨电车广泛采用了液压制动系统，取消了风源装置及防滑排风阀，并由钢簧或橡胶簧替代空簧，但仍需保留根据列车载荷调节制动力及防滑的功能。有轨电车的制动电子控制装置要求安装在顶板内，由于顶板内空间有限，要求制动电子控制装置尺寸小，城轨的制动电子控制装置以及控制方法已不能满足低地板有轨电车的要求。现有的有轨电车液压制动系统，由于取消了防滑排风阀，传统的控制防滑排风阀的控制方法已不能适应液压制动系统的要求。同时，针对采用比例阀或高速开关阀两种液压制动系统，需设计新的不同的控制方法，通过调节制动力来实现防滑功能，否则极易导致控制逻辑混乱甚至造成擦轮。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种有轨电车液压制动电子控制装置、制动防滑控制模块及制动防滑控制方法，通过将制动控制与防滑控制集成在一个模块上，实现精确的制动与防滑调节。本专利技术的技术方案是：一种有轨电车液压制动防滑控制方法，包括以下方法步骤：获取列车载荷M；根据车辆制动级位，获取减速度目标值a目标-；计算制动力目标值F目标，F目标＝M*a目标-；计算制动缸压力目标值P目标，其中S有效为制动缸活塞有效面积；获取制动缸压力反馈值P反馈，并计算压力目标误差值ΔP，ΔP＝P目标-P反馈；根据所述压力目标误差值ΔP，获得控制液压阀的阀PWM目标控制信号；获取当前轴速度信号V轴，并计算防滑系数Q，Q取值范围为0.0～1.0；根据所述防滑系数Q及所述阀PWM目标控制信号，得到阀PWM最终控制信号，进而驱动液压阀调整制动缸压力，进行制动及防滑控制。优选的是，所述计算防滑系数Q时具体包括以下步骤：获取当前轴速度信号V轴；计算当前车速信号V车；计算当前轴速度差ΔV，ΔV＝V轴-V车；计算当前轴减速度Δa当前-，其中，Δt为时间间隔，V轴前为前一时刻轴速度信号；判断当前轴速度差ΔV是否超过设定的速度差阈值，若超过，则根据滑行深度得到防滑系数Q；若未超过，则进一步判断当前轴减速度Δa当前-是否超过减速度阈值；若超过，则根据滑行深度得到防滑系数Q；若未超过，则将防滑系数Q设为1.0。优选的是，根据采集的多路当前轴速度信号V轴中的最大值与设定的理论车速信号V理论进行比较，取两者中的较大值作为当前车速信号V车。优选的是，所述获取列车载荷M中，通过角度传感器测量车体与转向架之间的夹角，换算成钢簧或橡胶簧的垂直压缩量，进而计算出列车载荷M；每个转向架两侧均设置一对角度传感器。优选的是，所述获取列车载荷M中，需判断本转向架两侧的角度传感器是否正常工作，具体判断方法为：若本转向架两侧的角度传感器均正常，则由本转向架两侧的角度传感器获得载荷信号；若本转向架仅一侧的角度传感器正常，则由转向架无故障侧的角度传感器获得载荷信号；若本转向架两侧的角度传感器均故障，则由相邻转向架两侧的角度传感器获得载荷信号；若本转向架两侧以及相邻转向架两侧的角度传感器均故障，或相邻转向架无角度传感器，则输出预设的载荷信号。优选的是，所述液压阀为比例阀，所述获取阀PWM最终控制信号时，将所述防滑系数Q和所述阀PWM目标控制信号进行逻辑与处理，得到比例阀的阀PWM最终控制信号。优选的是，所述液压阀为高速开关阀，包括充液阀和排液阀，所述获取阀PWM最终控制信号时，根据车辆的当前状态，将所述防滑系数Q和所述充液阀的阀PWM目标控制信号、所述排液阀的阀PWM目标控制信号分别进行逻辑与处理，得到充液阀的阀PWM最终控制信号或排液阀的阀PWM最终控制信号，并将所述充液阀的阀PWM最终控制信号和所述排液阀的阀PWM最终控制信号进行逻辑或处理，得到阀PWM最终控制信号。优选的是，所述高速开关阀包括充液阀和排液阀，高速开关阀调整制动缸压力的工作过程为：若车辆处于恢复状态，则充液阀的阀PWM最终控制信号＝阀PWM目标控制信号＊防滑系数Q；排液阀的阀PWM最终控制信号为0；若车辆处于保持状态，则充液阀的阀PWM最终控制信号为0，且排液阀的阀PWM最终控制信号为0；若车辆处于滑行状态，则排液阀的阀PWM最终控制信号＝阀PWM目标控制信号＊(1.0－防滑系数Q)；充液阀的阀PWM最终控制信号为0；若车辆处于正常制动状态，则充液阀的阀PWM最终控制信号＝阀PWM目标控制信号；排液阀的阀PWM最终控制信号为0。一种制动防滑控制模块，用于上述所述的制动防滑控制方法，该制动防滑控制模块包括：模拟量输入电路、频率输入电路、阀驱动电路、第一CPU控制电路和第一CAN接口电路；模拟量输入电路、频率输入电路、阀驱动电路、第一CAN接口电路均与第一CPU控制电路电性连接，第一CPU控制电路与第一CAN接口电路电性连接；所述模拟量信号采集电路用于获取列车载荷M和制动缸压力反馈值P反馈；所述频率输入电路用于获取当前轴速度信号V轴和前一时刻轴速度信号V轴前；所述第一CPU控制电路用于接收并处理所述列车载荷M、所述制动缸压力反馈值P反馈、所述当前轴速度信号V轴和所述前一时刻轴速度信号V轴前，并得到阀PWM最终控制信号；所述阀驱动电路用于根据所述阀PWM最终控制信号控制液阀调整制动缸压力，进行制动防滑控制。一种有轨电车液压制动电子控制装置，所述电子控制装置包括：上述所述制动防滑控制模块、开关量输入输出模块、故障记录及人机接口模块、网络通讯模块、电源模块和背板，所述制动防滑控制模块、所述开关量输入输出模块、所述故障记录及人机接口模块、所述网络通讯模块通过所述背板进行CAN通讯。本专利技术与现有技术相比的有益效果为：1)本专利技术采用一种制动防滑控制模块，将制动控制与防滑控制集成在一个模块上，将制动控制与防滑控制通过一组阀输出通道来进行控制，即在获取阀PWM最终控制信号后由阀驱动电路输出进而驱动液压阀调整制动缸压力，进行制动和防滑控制，降低了成本、减小了体积；2)本专利技术的制动防滑控制模块，根据液压制动系统与城轨列车制动系统的差异，针对比例阀和高速开关阀两种不同控制对象的液压单元，且在调控的同时，结合制动缸压力反馈值P反馈，既可以保证制动缸压力随着列车载荷的变化自动进行调节，也可以保证一旦发生了滑行，能够迅速减小制动力，恢复粘着，能够完全实现制动系统的全部功能需求；3)本专利技术的制动防滑控制方法，设定有防滑系数Q，根据当前轴速度差和当前轴减速度获得该系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有轨电车液压制动防滑控制方法，其特征在于，包括以下方法步骤：获取列车载荷M；根据车辆制动级位，获取减速度目标值a目标‑；计算制动力目标值F目标，F目标＝M*a目标‑；计算制动缸压力目标值P目标，

【技术特征摘要】
1.一种有轨电车液压制动防滑控制方法，其特征在于，包括以下方法步骤：获取列车载荷M；根据车辆制动级位，获取减速度目标值a目标-；计算制动力目标值F目标，F目标＝M*a目标-；计算制动缸压力目标值P目标，其中S有效为制动缸活塞有效面积；获取制动缸压力反馈值P反馈，并计算压力目标误差值ΔP，ΔP＝P目标-P反馈；根据所述压力目标误差值ΔP，获得控制液压阀的阀PWM目标控制信号；获取当前轴速度信号V轴，并计算防滑系数Q，Q取值范围为0.0～1.0；根据所述防滑系数Q及所述阀PWM目标控制信号，得到阀PWM最终控制信号，进而驱动液压阀调整制动缸压力，进行制动及防滑控制。2.根据权利要求1所述的制动防滑控制方法，其特征在于：所述计算防滑系数Q时具体包括以下步骤：获取当前轴速度信号V轴；计算当前车速信号V车；计算当前轴速度差ΔV，ΔV＝V轴-V车；计算当前轴减速度Δa当前-，其中，Δt为时间间隔，V轴前为前一时刻轴速度信号；判断当前轴速度差ΔV是否超过设定的速度差阈值，若超过，则根据滑行深度得到防滑系数Q；若未超过，则进一步判断当前轴减速度Δa当前-是否超过减速度阈值；若超过，则根据滑行深度得到防滑系数Q；若未超过，则将防滑系数Q设为1.0。3.根据权利要求2所述的制动防滑控制方法，其特征在于：所述获取当前车速信号V车步骤中，根据采集的多路当前轴速度信号V轴中的最大值与设定的理论车速信号V理论进行比较，取两者中的较大值作为当前车速信号V车。4.根据权利要求1所述的制动防滑控制方法，其特征在于：所述获取列车载荷M中，通过角度传感器测量车体与转向架之间的夹角，换算成钢簧或橡胶簧的垂直压缩量，进而计算出列车载荷M；每个转向架两侧均设置一对角度传感器。5.根据权利要求4所述的制动防滑控制方法，其特征在于：所述获取列车载荷M中，需判断本转向架两侧的角度传感器是否正常工作，具体判断方法为：若本转向架两侧的角度传感器均正常，则由本转向架两侧的角度传感器获得载荷信号；若本转向架仅一侧的角度传感器正常，则由转向架无故障侧的角度传感器获得载荷信号；若本转向架两侧的角度传感器均故障，则由相邻转向架两侧的角度传感器获得载荷信号；若本转向架两侧以及相邻转向架两侧的角度传感器均故障，或相邻转向架无角度传感器，则输出预设的载荷信号。6.根据权利要求1所述的制动防滑控制方法，其特征在于：所述液压阀为比例阀，所述获取阀PWM最终控制信号时，将所述防滑系数Q和所述阀PWM目标控制信号进行逻辑与处...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡波，赵欣，王明星，
申请(专利权)人：中车青岛四方车辆研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37