一種制動方法及裝置與流程

本發明涉及機車制動領域，更具體的說，涉及一種制動方法及裝置。

背景技術：

交流機車的制動方式有兩種：空氣制動和動力制動。空氣制動的工作原理是風壓驅動閘瓦，通過閘瓦與輪軌的摩擦力來實施制動。動力制動的工作原理是將牽引電機轉變為發電機，將機車動能轉變為電能或熱能。

目前，在交流機車上同時設置了空氣制動和動力制動，由于兩種制動方式采用的原理不同，在使用時，空氣制動與動力制動不能很好的匹配使用，因此同一時刻只能實施動力制動和空氣制動中的一種。因此，亟需一種能夠使空氣制動和動力制動結合使用的制動方法。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明提供了一種制動方法及裝置，以解決空氣制動和動力制動同一時刻不能結合使用的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用了如下技術方案：

一種制動方法，包括：

在混合制動狀態時，獲取制動壓力和動力制動力目標值；

根據所述制動壓力計算得到空氣制動力目標值；

將所述動力制動力目標值和所述空氣制動力目標值中的較大者作為制動力申請值；

根據機車運行狀態計算得到機車能夠提供的動力制動力；

根據所述動力制動力和所述制動力申請值，采用空氣制動和動力制動結合的制動方法進行制動。

優選地，所述根據所述動力制動力和所述制動力申請值，采用空氣制動和動力制動結合的制動方法進行制動，具體包括：

判斷所述動力制動力和所述制動力申請值的大小；

當所述動力制動力大于等于所述制動力申請值時，采用動力制動；

當所述動力制動中提供的實際動力制動力小于所述制動力申請值時，同時采用所述動力制動和空氣制動；

當所述動力制動中提供的實際動力制動力為零時，僅采用所述空氣制動；

當所述動力制動力小于所述制動力申請值時，同時采用動力制動和空氣制動；

當所述動力制動中提供的實際動力制動力為零時，僅采用所述空氣制動。

優選地，所述當所述動力制動力小于所述制動力申請值時，同時采用動力制動和空氣制動中，所述空氣制動提供的空氣制動力的計算公式為：

F_空＝F_申-F_動；

F_空代表空氣制動力；F_申代表制動力申請值；F_動代表實際動力制動力。

優選地，所述獲取制動壓力，具體包括：

獲取制動控制器的大閘壓力和小閘壓力，并將所述大閘壓力和所述小閘壓力中的較大值作為制動壓力；

其中，所述大閘壓力是所述制動控制器的大閘手柄位對應的閘缸壓力，所述小閘壓力是所述制動控制器的小閘手柄位對應的閘缸壓力。

優選地，所述根據所述制動壓力計算得到空氣制動力目標值，具體包括：

根據所述制動壓力，結合機車運行狀態，計算得到空氣制動力目標值。

一種制動裝置，包括：

獲取單元，用于在混合制動狀態時，獲取制動壓力和動力制動力目標值；

計算單元，用于根據所述制動壓力計算得到空氣制動力目標值；

制動力申請值確定單元，用于將所述動力制動力目標值和所述空氣制動力目標值中的較大者作為制動力申請值；

動力制動力計算單元，用于根據機車運行狀態計算得到機車能夠提供的動力制動力；

制動單元，用于根據所述動力制動力和所述制動力申請值，采用空氣制動和動力制動結合的制動方法進行制動。

優選地，所述制動單元，包括：

判斷單元，用于判斷所述動力制動力和所述制動力申請值的大小；

動力制動單元，用于當所述判斷單元判斷所述動力制動力大于等于所述制動力申請值時，采用動力制動；

混合制動單元，用于當所述動力制動中提供的實際動力制動力小于所述制動力申請值時，同時采用所述動力制動和空氣制動；

空氣制動單元，用于當所述動力制動中提供的實際動力制動力為零時，僅采用所述空氣制動；

所述混合制動單元，還用于當所述判斷單元判斷所述動力制動力小于所述制動力申請值時，同時采用動力制動和空氣制動；

所述空氣制動單元，還用于當所述混合制動單元同時采用動力制動和空氣制動后，當所述動力制動中提供的實際動力制動力為零時，僅采用所述空氣制動。

優選地，還包括：空氣制動力計算單元；

所述空氣制動力計算單元，用于所述混合制動單元在所述判斷單元判斷所述動力制動力小于所述制動力申請值時，同時采用動力制動和空氣制動時，依據公式F_空＝F_申-F_動計算所述空氣制動提供的空氣制動力；

其中，F_空代表空氣制動力；F_申代表制動力申請值；F_動代表實際動力制動力。

優選地，所述獲取制動壓力的所述獲取單元，具體用于：

獲取制動控制器的大閘壓力和小閘壓力，并將所述大閘壓力和所述小閘壓力中的較大值作為制動壓力；

其中，所述大閘壓力是所述制動控制器的大閘手柄位對應的閘缸壓力，所述小閘壓力是所述制動控制器的小閘手柄位對應的閘缸壓力。

優選地，所述計算單元，具體用于：

根據所述制動壓力，結合機車運行狀態，計算得到空氣制動力目標值。

相較于現有技術，本發明具有以下有益效果：

本發明提供了一種制動方法及裝置，在混合制動狀態下，通過計算得到動力制動力和制動力申請值，能夠了解機車需要的制動力以及動力制動能夠提供的制動力的大小，根據所述動力制動力和所述制動力申請值的關系，采用空氣制動和動力制動結合的制動方法進行制動，解決了空氣制動和動力制動同一時刻不能結合使用的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術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明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明提供的制動方法的方法流程圖；

圖2為本發明中空氣制動的原理圖；

圖3為本發明中動力制動的原理圖；

圖4為本發明提供的另一種制動方法的方法流程圖；

圖5為本發明中的空氣制動力和實際動力制動力隨時間變化的曲線圖；

圖6為本發明中的制動裝置的結構示意圖；

圖7為本發明中的另一種制動裝置的結構示意圖。

具體實施方式

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

本發明提供了一種制動方法，參照圖1，包括：

S101、獲取制動壓力和動力制動力目標值；

需要說明的是，在司機室的顯示屏上有混合制動狀態和空電聯鎖制動狀態兩種制動狀態顯示界面，當司機選擇在空電聯鎖制動狀態時，機車制動時只能采用空氣制動或動力制動二選一的方式，當司機選擇混合制動狀態時，會采用本發明提到的制動方法。一般情況下，在機車開始運行時，已經設置在混合制動狀態，此時司機不再需要進行調節。

另外，獲取制動壓力的具體步驟為：

獲取制動控制器的大閘壓力和小閘壓力，并將所述大閘壓力和所述小閘壓力中的較大值作為制動壓力；

其中，所述大閘壓力是所述制動控制器的大閘手柄位對應的閘缸壓力，所述小閘壓力是所述制動控制器的小閘手柄位對應的閘缸壓力。

空氣制動手柄包含大閘手柄和小閘手柄，當制動時，司機推動空氣制動手柄，大閘手柄位會對應一個閘缸壓力，小閘手柄位也會對應一個閘缸壓力，選取兩個壓力中的較大者，作為制動壓力。

司機推動動力制動手柄進行制動時，會對應產生一個動力制動力目標值。

需要注意的一點是，司機推動空氣制動手柄和動力制動手柄時，會根據當時列車的運行情況，如當時列車的運行速度等，來確定空氣制動手柄的檔位和動力制動手柄的檔位。

S102、根據所述制動壓力計算得到空氣制動力目標值；

具體的，根據所述制動壓力，結合機車運行狀態，計算得到空氣制動力目標值。具體計算公式為：F_空＝P_制*參數，P_制代表制動壓力，F_空代表空氣制動力目標值，所述參數與機車運行狀態有關。其中，機車運行狀態是指轉向架的運行狀態、車速等。

S103、將所述動力制動力目標值和所述空氣制動力目標值中的較大者作為制動力申請值；

需要說明的一點是，為了能夠使機車安全可靠的停下來，需要將所述動力制動力目標值和所述空氣制動力目標值中的較大者作為制動力申請值。其中，制動力申請值就是司機所確定的需要的制動力的值。

S104、根據機車運行狀態計算得到機車能夠提供的動力制動力；

具體的，計算動力制動力是根據公式F＝P/V計算，P代表動力電池能夠提供的功率，F_動代表動力制動力，V代表機車運行速度。這里所述的運行狀態是指機車運行速度、功率。

S105、根據所述動力制動力和所述制動力申請值，采用空氣制動和動力制動結合的制動方法進行制動。

具體的，空氣制動的工作原理請參照圖2，圖2中當司機推動制動手柄4時，制動機1采集到制動手柄信號，作用于風壓，此時風壓驅動閘瓦控制系統2，使閘瓦3與輪軌進行摩擦，以達到制動的目的。

動力制動的原理請參照圖3，具體的，當司控室10中司機推動動力制動手柄時，微機控制裝置6采集得到制動信號，經過邏輯計算后，發送制動指令給傳動控制系統7，此時，傳動控制系統7發送指令至牽引逆變模塊11，牽引逆變模塊11將牽引電機8轉變為發電機，發電機將機車的動能轉變為電能，牽引逆變模塊11將電能輸送到動力蓄電池9中，將電能存儲在動力蓄電池9中，以供牽引時使用。

本實施例提供了一種制動方法，在混合制動狀態下，通過計算得到動力制動力和制動力申請值，能夠了解機車需要的制動力以及動力制動能夠提供的制動力的大小，根據所述動力制動力和所述制動力申請值的關系，采用空氣制動和動力制動結合的制動方法進行制動，解決了空氣制動和動力制動同一時刻不能結合使用的問題。

可選的，本發明的另一實施例中，參照圖4，所述根據所述動力制動力和所述制動力申請值，采用空氣制動和動力制動結合的制動方法進行制動，具體包括：

S405、判斷所述動力制動力是否大于等于制動力申請值，當所述動力制動力大于等于制動力申請值時，執行步驟S406，當所述動力制動力小于制動力申請值時，執行步驟S408。

其中，判斷所述動力制動力是否大于等于制動力申請值，是為了判斷僅采用動力制動能不能滿足制動要求。

S406、采用動力制動；

其中，動力制動的原理在上述實施例中已經寫明，請參照上述實施例，在此不再贅述。

本方案中，當所述動力制動力大于所述制動力申請值時，優先采用動力制動，此時動力制動產生的電能能夠存儲在動力蓄電池中，同時，優先采用動力制動，能夠減少空氣制動中對閘瓦的磨損，提高閘瓦使用壽命。

S407、判斷所述動力制動中提供的實際動力制動力是否大于等于制動力申請值；當所述動力制動中提供的實際動力制動力大于等于制動力申請值時，執行步驟S406，當所述動力制動中提供的實際動力制動力小于制動力申請值時，執行步驟S408。

需要說明的是，根據公式F＝P/V計算得到的動力制動力是理想的動力制動力，是為了能夠了解動力電池能夠提供的動力制動力的多少，在實際制動過程中，能夠讀取得到實際的動力制動力的大小，即實際動力制動力。隨著動力制動的施加，機車的速度越來越小，隨著機車的速度的減小，動力制動提供的實際動力制動力是不斷變化的，需要時刻判斷動力制動力是否大于制動力申請值。

S408、同時采用動力制動和空氣制動；

當所述動力制動中提供的實際動力制動力小于制動力申請值時，說明僅依靠動力制動提供的動力制動力不能夠滿足制動要求，此時應該輔助空氣制動。空氣制動的制動力大小根據公式F_空＝F_申-F_動進行計算，其中，F_空代表空氣制動力；F_申代表制動力申請值；F_動代表實際動力制動力。

動力制動和空氣制動具體的工作過程請參照上述實施例中的介紹，在此不再贅述。

S409、判斷所述動力制動中提供的實際動力制動力是否為零；當實際動力制動力為零時，執行步驟S410，當實際動力制動力不為零時，返回步驟S408。

當實際動力制動力為零時，說明此時動力制動已經不能使用，只能使用空氣制動。為了本領域的技術人員更加清楚明白的了解本發明，現結合圖5進行說明。

圖5中，橫坐標代表時間，縱坐標代表制動力申請值，圖5中一共有三條曲線，分別為動力制動力曲線、空氣制動力曲線和機車速度曲線。其中，動力制動力曲線代表實際動力制動力的變化。本圖中，剛開始采用制動時，實際動力制動力的大小與制動力申請值的大小相同，t1時刻之前，實際動力制動力能夠滿足機車的制動力申請值，此時只進行動力制動，在t1時刻之后，隨著機車速度的大小，實際動力制動力開始減小，不能滿足制動力申請值的要求，此時需要補充空氣制動。隨著實際動力制動力的不斷減小，空氣制動力的值越來越大，在t2時刻，實際動力制動力為零，但此時機車速度還有一定值，仍然需要制動，此時空氣制動提供所有的制動力。在t3時刻，機車速度為零，機車完全停止。

本發明的另一實施例中提供了一種制動裝置，參照圖6，具體的，制動裝置包括：

獲取單元101，用于在混合制動狀態時，獲取制動壓力和動力制動力目標值；

其中，所述獲取制動壓力的獲取單元101，具體用于：

獲取制動控制器的大閘壓力和小閘壓力，并將所述大閘壓力和所述小閘壓力中的較大值作為制動壓力；

其中，所述大閘壓力是所述制動控制器的大閘手柄位對應的閘缸壓力，所述小閘壓力是所述制動控制器的小閘手柄位對應的閘缸壓力。

計算單元102，用于根據所述制動壓力計算得到空氣制動力目標值；

具體的，計算單元102根據所述制動壓力，結合機車運行狀態，計算得到空氣制動力目標值。

制動力申請值確定單元103，用于將所述動力制動力目標值和所述空氣制動力目標值中的較大者作為制動力申請值；

動力制動力計算單元104，用于根據機車運行狀態計算得到機車能夠提供的動力制動力；

制動單元105，用于根據所述動力制動力和所述制動力申請值，采用空氣制動和動力制動結合的制動方法進行制動。

本實施例提供了一種制動裝置，在混合制動狀態下，通過計算得到動力制動力和制動力申請值，能夠了解機車需要的制動力以及動力制動能夠提供的制動力的大小，根據所述動力制動力和所述制動力申請值的關系，采用空氣制動和動力制動結合的制動方法進行制動，解決了空氣制動和動力制動同一時刻不能結合使用的問題。

需要說明的是，本實施例中的各個單元的工作過程，請參照圖1對應的實施例，在此不再贅述。

可選的，本發明的另一實施例中，參照圖7，制動單元105，包括：

判斷單元1051，用于判斷所述動力制動力和所述制動力申請值的大小；

動力制動單元1052，用于當判斷單元1051判斷所述動力制動力大于等于所述制動力申請值時，采用動力制動；

混合制動單元1053，用于當所述動力制動中提供的實際動力制動力小于所述制動力申請值時，同時采用所述動力制動和空氣制動；

空氣制動單元1054，用于當所述動力制動中提供的實際動力制動力為零時，僅采用所述空氣制動；

其中，當判斷單元1051判斷所述動力制動力大于等于所述制動力申請值時，采用動力制動后，隨著機車速度的減少，動力制動提供的實際動力制動力是不斷變化的，需要隨時檢測實際動力制動力的大小。

混合制動單元1053，還用于當判斷單元1051判斷所述動力制動力小于所述制動力申請值時，同時采用動力制動和空氣制動；

空氣制動單元1054，還用于當混合制動單元1053同時采用動力制動和空氣制動后，當所述動力制動中提供的實際動力制動力為零時，僅采用所述空氣制動。

當同時采用動力制動和空氣制動時，制動裝置還包括：空氣制動力計算單元；

空氣制動力計算單元，用于混合制動單元1053在判斷單元1051判斷所述動力制動力小于所述制動力申請值時，同時采用動力制動和空氣制動后，依據公式F_空＝F_申-F_動計算所述空氣制動提供的空氣制動力；

其中，F_空代表空氣制動力；F_申代表制動力申請值；F_動代表實際動力制動力。

需要說明的是，本實施中制動單元105中各個單元的工作過程請參見圖4對應的實施例，再此不再贅述。

本實施中，通過判斷單元1051判斷所述動力制動力和所述制動力申請值的大小，能夠優先采用動力制動，將動力制動轉換的電能存儲在動力蓄電池中，為牽引工作提供電能。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。