一种车辆混合制动控制方法、装置、控制器及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种车辆混合制动控制方法、装置、控制器及系统，方法包括计算确定车辆所需要的总的制动力，并计算确定各种制动方式需要发挥的制动力，将所述制动力分别分配给对应的控制器，由所述控制器响应所述分配输出制动力，实现车辆制动。具有可解决现有技术存在的制动力响应慢、效率低和可靠性差的问题，具有制动控制效率更好、可靠性更好等优点。

A Vehicle Hybrid Braking Control Method, Device, Controller and System

The invention discloses a vehicle hybrid braking control method, device, controller and system. The method includes calculating and determining the total braking force required by the vehicle, calculating and determining the braking power required by various braking modes, and distributing the braking force to corresponding controllers respectively. The controller responds to the distribution of output braking force to realize vehicle braking. The utility model can solve the problems of slow response of braking force, low efficiency and poor reliability existing in the existing technology, and has the advantages of better braking control efficiency and better reliability.

【技术实现步骤摘要】
一种车辆混合制动控制方法、装置、控制器及系统
本专利技术涉及车辆制动控制领域，尤其涉及一种车辆混合制动控制方法、装置、控制器及系统，适用于兼具电制动和摩擦制动的地铁、单轨车、轻轨、低地板、机车和动车等车辆。
技术介绍
列车制动分为电制动和摩擦制动。在列车实际运行中，通常采用电制动和摩擦制动相互配合的混合制动方式。轨道交通领域普遍使用的混合制动控制由牵引系统控制单元（DCU）、制动系统控制单元（BCU）和列车控制和诊断系统（TCMS）共同配合完成，其中电制动和摩擦制动分别由DCU和BCU各自管理和控制，或TCMS参与其中分配电制动力申请值，但DCU和BCU仍需通过TCMS进行数据交互。该方案存在制动力响应不及时、车辆制动力可靠性差以及电制动与摩擦制动转换不稳定，容易影响停车精度的问题。具体的制动力管理和配合方式如下。制动力管理，现有混合制动技术方案中，电制动和摩擦制动分别由DCU和BCU各自管理和控制，由于DCU和BCU不直接通信，混合制动过程中产生的数据需通过TCMS进行交互。TCMS接收列车牵引/制动、级位信息并转发给DCU、BCU，同时转发载荷信息给DCU；DCU根据接收到的牵引/制动指令、级位、载荷信息，结合牵引系统电制动能力值发挥电制动力，并将实际电制动力发送给TCMS，TCMS接收后转发给BCU；BCU根据接收到牵引/制动指令、级位信息，计算列车需求总制动力，在接收到DCU发挥的实际电制动力后通过减法运算得出需要补充的摩擦制动力。如图1，现有方案的缺点是从TCMS接收到列车牵引/制动、级位信息到DCU、BCU都开始施加制动力需要时间为较长（持续时间为：T1+T2+T3+T4），且列车需要补足的摩擦制动力只有当BCU接收到牵引系统的实际电制动力后才能投入，极大的影响了混合制动的响应速度和车辆制动可靠性。制动力建立，如图2所示，电制动力在建立过程中，会有一个爬坡过程，该过程持续的时间随施加的电制动力大小变化而变化（最大不超过T5时间）。在电制动力爬坡过程中，为了不使BCU施加摩擦制动力，现有的混合制动技术方案是约定在电制动力建立的T5时间内BCU不施加摩擦制动力。该方案的缺点是当电制动力建立过程中需要BCU施加摩擦制动力时，摩擦制动不能及时投入，导致车辆制动力存在缺口，同样影响了混合制动的响应速度和车辆制动可靠性。电制动防滑，如图3所示，列车在电制动过程中检测到滑行，DCU将调节电制动力的大小来缓解滑行，在滑行调节初期不希望BCU施加摩擦制动力（施加摩擦制动会导致滑行状态加剧），现有的混合制动技术方案是要求DCU在进行电制动调节时发出“滑行调节”标志位通过TCMS转发给BCU，告诉BCU不要施加空气制动力。该方案需要DCU与BCU通过TCMS进行数据中转交互，效率较低。电制动与摩擦制动转换，如图4所示，列车在低速停车时，需要进行电制动和摩擦制动的转换，即最终由摩擦制动实现列车停稳。为了使得电制动和摩擦制动转换过程中，瞬时减速度能够不受影响，需要DCU和BCU的紧密配合。现有的混合制动技术方案为：DCU计算出电制动开始退出的速度点，并通过TCMS提前Δt1时间（摩擦制动机械响应时间+“电制动退出”网络传输时间）发送“电制动退出”信号给BCU，BCU接收到该信号后开始施加摩擦制动力，延时Δt1时间后电制动力按一定冲击率退出，摩擦制动力按相同冲击率上升发挥制动作用替代电制动力。该方案的缺点是配合过程复杂，配合中产生的数据流需要通过TCMS中转，当网络通信质量下降时会导致电制动退出和摩擦制动施加偏离预定时序，导致电制动与摩擦制动转换效果不理想。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种可解决现有混合制动控制方案在制动力管理、电制动建立、电制动防滑、电制动与摩擦制动转换过程中存在的制动力响应慢、效率低和可靠性差的问题，制动控制效率更好、可靠性更好的车辆混合制动控制方法、装置、控制器及系统。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种车辆混合制动控制方法：计算确定车辆所需要的总的制动力，并计算确定各种制动方式需要发挥的制动力，将所述制动力分别分配给对应的控制器，由所述控制器响应所述分配输出制动力，实现车辆制动。进一步地，所述总的制动力根据列车的牵引/制动指令、载荷和级位信息计算确定。进一步地，制动力的分配根据所述控制器的响应特性而提前发出。进一步地，还包括接收所述控制器的状态信息，并根据所述状态信息确定是否需要重新计算所述制动力。进一步地，根据列车的速度值确定的分配点，向控制器分配输出制动力。进一步地，所述制动方式包括电制动和摩擦制动。一种车辆混合制动控制装置，包括处理器和存储器；所述存储器加载有执行如上所述任一控制方法的控制程序，所述处理器用于执行所述控制程序。一种车辆混合制动控制器：接收外部设备所分配的制动力信息，响应并输出制动力。进一步地，所述控制器还向所述外部设备发送自身的状态信息。一种车辆混合制动控制系统：包括一个如上所述的控制装置和至少两个如上所述制动控制器；所述制动控制器包括至少一个电制动控制器和至少一个摩擦制动控制器。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、本专利技术克服了现有混合制动方案电制动和摩擦制动分别由DCU和BCU各自管理和控制存在的缺陷，采用由单控制器TCMS综合管理，TCMS不仅集中分配电制动力，同时还分配摩擦制动力，使得混合制动在制动力管理、电制动力建立、电制动防滑及电制动与摩擦制动转换方面都有很大的改进，有效地提升了列车制动响应速度、制动效率和制动可靠性。2、本专利技术的制动力响应更快，采用本专利技术方案的DCU和BCU无需通过TCMS中转混合制动过程中产生的数据流，去除了网络延时问题，制动力响应更快，有利于提升列车停车精度。3、本专利技术的制动力效率更高，本专利技术方案在电制动力投入时可同时投入摩擦制动力，制动力效率更高，有利于提升列车制动可靠性和安全性。4、本专利技术的制动管理更可靠，本专利技术方案电制动和摩擦制动都由TCMS综合管理，不会出现电制动力和摩擦制动力超额叠加导致擦轮，或同时未投入或投入不及时导致列车制动力存在缺口影响停车精度甚至危及列车运行安全的问题。附图说明图1为现有技术中制动力管理时序示意图。图2为现有技术中电制动建立示意图。图3为现有技术中电制动与摩擦制动转换示意图。图4为现有技术中电制动与摩擦制动转换时序示意图。图5为本专利技术具体实施例流程示意图。图6为本专利技术具体实施例制动力管理时序示意图图7为本专利技术具体实施例电制动与摩擦制动转换示意图。图8为本专利技术具体实施例电制动与摩擦制动转换时序图。具体实施方式以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本专利技术作进一步描述，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。在本实施例中，以兼具电制动和摩擦制动的列车为例对本专利技术的方法进行说明。在本实施例中，通过列车控制和诊断系统（TCMS）作为控制装置来控制列车实现电制动的电制动控制器（牵引系统控制单元，DCU）和实现摩擦制动的摩擦制动控制器（制动系统控制单元，BCU）。当然，需要说明的是，本实施例并不限定本技术方案只能依托TCMS、DCU和BCU来实现。如图5所示，本实施例的车辆混合制动控制方法，计算确定车辆所需要的总的制动力，并计算确定各种制动方式需要发挥本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆混合制动控制方法，其特征在于：计算确定车辆所需要的总的制动力，并计算确定各种制动方式需要发挥的制动力，将所述制动力分别分配给对应的控制器，由所述控制器响应所述分配输出制动力，实现车辆制动。

【技术特征摘要】
1.一种车辆混合制动控制方法，其特征在于：计算确定车辆所需要的总的制动力，并计算确定各种制动方式需要发挥的制动力，将所述制动力分别分配给对应的控制器，由所述控制器响应所述分配输出制动力，实现车辆制动。2.根据权利要求1所述的车辆混合制动控制方法，其特征在于：所述总的制动力根据列车的牵引/制动指令、载荷和级位信息计算确定。3.根据权利要求2所述的车辆混合制动控制方法，其特征在于：制动力的分配根据所述控制器的响应特性而提前发出。4.根据权利要求3所述的车辆混合制动控制方法，其特征在于：还包括接收所述控制器的状态信息，并根据所述状态信息确定是否需要重新计算所述制动力。5.根据权利要求4所述的车辆混合制动控制方法，其特征在于：根据列车的速度值确定的分...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟建，彭鸿基，刘良杰，徐绍龙，陈新溅，毛康鑫，何红尘，梁东升，张滔顺，袁洪凯，付玉豪，肖伟华，涂熙，蒋李晨昕，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43