[发明专利]一种车辆混合制动控制方法、装置、控制器及系统

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容