CN107585149B - 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 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

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

技术领域

本发明涉及城轨制动技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明的技术方案是：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-，Δa_当前-＝(V_轴-V_轴前)/Δt，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；所述模拟量输入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。

本发明与现有技术相比的有益效果为：

1)本发明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)本发明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)本发明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数，并通过防滑系数Q指导制动防滑控制模块输出阀PWM最终控制信号，实现精确制动与防滑调节。

附图说明

图1为本发明制动电子控制装置的结构示意图；

图2为制动防滑控制模块结构示意图；

图3为制动防滑控制流程图；

图4为防滑系数Q的获取流程图；

图5为比例阀制动防滑控制示意图；

图6为高速开关阀制动防滑控制示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1，本发明公开一种有轨电车液压制动电子控制装置，该控制装置包括制动防滑控制模块、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。电源模块为上述其余各模块提供电能，上述其余各模块通过背板的CAN总线进行通讯，以实现安全制动、紧急制动、常用制动和保持制动等制动功能。

与现有技术的城轨列车制动系统相比，取消了风源装置和防滑排风阀，不再通过相对独立的防滑装置进行防滑控制，采用液压制动电子控制装置，将制动控制与防滑控制集成于一个模块上，即集成于制动防滑控制模块上，通过调节制动力大小实现制动和防滑功能。

参见图2，上述控制装置的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，其中，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。其中，第一CPU控制电路与第一CAN接口电路电性连接，实现与背板的CAN总线通讯。

模拟量输入电路包括模拟量信号采集电路、AD转换电路和第一隔离电路，模拟量信号采集电路依次与AD转换电路和第一隔离电路电性连接，第一隔离电路与第一CPU控制电路电性连接。模拟量信号采集电路采用4路模拟量输入通道，各路通道均可对模拟量信号进行采集，并对采集的模拟量信号进行中值滤波，防止波动干扰，且每路通道可单独进行偏移量校正，方便重新标定角度传感器。具体的，模拟量信号采集电路将采集的压力信号和载荷信号，通过AD转换电路转换后以及第一隔离电路隔离后送至第一CPU控制电路处理。需要说明的是，模拟量信号采集电路在接收压力信号和载荷信号时，首先经角度传感器测量车体与转向架之间的角度信号，换算成钢簧或橡胶簧的垂直压缩量，进而计算出列车载荷信号；以及根据压力传感器采集制动缸压力信号；上述列车载荷信号与制动缸压力信号作为模拟量信号采集电路的模拟量输入信号。

频率输入电路包括频率信号采集电路、检测电路和第二隔离电路，频率信号采集电路依次与检测电路和第二隔离电路电性连接，第二隔离电路与第一CPU控制电路电性连接。频率信号采集电路采用4路频率输入通道，用于接收4路速度传感器采集的4路轴速度信号，并将接收的轴速度信号，经检测电路的故障检测后以及第二隔离电路隔离后送至第一CPU控制电路处理。

阀驱动电路采用8路阀驱动通道，阀驱动电路与第一CPU控制电路电性连接，阀驱动电路采用阀驱动芯片，可快速的将第一CPU控制电路输出的阀PWM控制信号精确的转换为阀驱动信号，为液压阀提供驱动电流，同时可诊断液压阀状态。为确保阀驱动电路与第一CPU控制电路之间的有效隔离，阀驱动电路与第一CPU控制电路之间设置第三隔离电路，以确保两者之间转换的精确性和稳定性。

制动防滑控制模块的工作过程为：

模拟量输入电路接收角度传感器采集的角度信号并换算成列车载荷信号、同时接收压力传感器采集的制动缸压力信号，并将上述模拟量信号传递至第一CPU控制电路处理，通过第一CPU控制电路输出的阀PWM控制信号至阀驱动电路，进而驱动液压阀精确调整制动缸压力。频率输入电路接收速度传感器采集的4路轴速度信号，并计算轴减速度和轴速度差，并判断是否出现滑行，若出现滑行，则通过第一CPU控制电路调节输出至阀驱动电路的阀PWM控制信号,进一步调节阀的充液、保压或排液等，防止车轮擦伤并充分利用粘着，实现防滑功能。

开关量输入输出模块包括开关量输入模块、开关量输出模块、第二CPU控制电路和第二CAN接口电路，开关量输入模块、开关量输出模块、第二CAN接口电路均与第二CPU控制电路电性连接，其中，第二CPU控制电路通过与第二CAN接口电路电性连接，实现与背板的CAN总线通讯。

开关量输入模块包括开关量采集电路和输入自检电路，其中，开关量采集电路采用10路带光电隔离的开关量输入通道，每个输入通道均有输入防反保护，开关量采集电路经输入自检电路与第二CPU控制电路电性连接，输入自检电路用于对当前电路进行故障检测。开关量输出模块包括开关量输出电路和输出自检电路，其中，开关量输出电路采用6路开关量输出通道，每个输出通道均具有输出短路保护，第二CPU控制电路经输出自检电路与开关量输出电路电性连接，输出自检电路用于对当前电路进行状态检测并反馈。

上述开关量输入输出模块的工作过程为：

开关量输入模块采集列车线硬线信号，并传递至第二CPU控制电路，经第二CAN接口电路与背板的CAN总线通讯，并传送至制动防滑控制模块；开关量输出模块根据制动防滑控制模块的指令输出硬线状态。

网络通讯模块包括通讯介质接口电路、通讯隔离电路、第三CPU控制电路和第三CAN接口电路。通讯介质接口电路、通讯隔离电路、第三CAN接口电路均与第三CPU控制电路电性连接，其中，第三CPU控制电路通过与第三CAN接口电路电性连接，实现与背板的CAN总线通讯。通讯介质接口电路用于采集列车网络指令信号，并经通讯隔离电路传送至第三CPU控制电路处理，经第三CAN接口电路与背板的CAN总线通讯，并传送至制动防滑控制模块，以及收集有轨电车液压制动电子控制装置中各模块的状态信息反馈给列车网络。

故障记录及人机接口模块包括外部通讯接口电路、状态显示电路、存储卡、按键电路、第四CPU控制电路和第四CAN接口电路。外部通讯接口电路、状态显示电路、存储卡、按键电路和第四CAN接口电路均与第四CPU控制电路电性连接，其中，第四CPU控制电路通过与第四CAN接口电路电性连接，实现与背板的CAN总线通讯。

外部通讯接口电路包括通讯介质接口电路和接口隔离电路，通讯介质接口电路经接口隔离电路与第四CPU控制电路电性连接，通讯介质接口电路用于与外部装置通讯，例如便携式测试装置等。状态显示电路包括数码管和显示控制电路，数码管经显示控制电路与第四CPU控制电路电性连接，显示当前状态和故障信息。按键电路包括按键和按键采集电路，按键经按键采集电路与第四CPU控制电路电性连接，用于输入控制指令至第四CPU控制电路。存储卡设有故障信息存储空间，用于存储故障信息。

电源模块包括电磁兼容和过欠压保护电路，为有轨电车液压制动电子控制装置的上述各模块提供稳定工作电源。

以上为本发明有轨电车液压制动电子控制装置的结构组成，以下将具体描述利用上述有轨电车液压制动电子控制装置进行制动防滑控制的控制方法，参见图3，具体控制方法为下述步骤a～i：

a获取列车载荷M；

制动防滑控制模块获取载荷信号，具体的通过角度传感器采集并转换计算得到载荷信号；

此处需要说明的是，在步骤a中，角度传感器设置于列车的每个转向架处，即列车车体的每个转向架两侧均设置一对角度传感器，一旦车体与转向架产生相对运动，就会发生角度变化，角度传感器可测量到上述车体与转向架之间的角度信号，并将上述角度信号发送至模拟量输入电路。即模拟量信号采集电路首先经角度传感器测量车体与转向架之间的夹角，再传递给制动防滑控制模块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。

同时，在步骤a获取列车载荷M时，还需判断本转向架两侧的角度传感器的正常与否，具体判断方法为：

a1若本转向架两侧的角度传感器均正常，则记录由转向架两侧的角度传感器获得的载荷信号；

a2若本转向架仅一侧的角度传感器正常，则仅记录转向架无故障侧的角度传感器获得的载荷信号；

a3若本转向架两侧的角度传感器均故障，则获取相邻转向架两侧的角度传感器获得的载荷信号并记录；

a4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。

b根据车辆司控器当前制动级位，获取减速度目标值a_目标-；

制动防滑控制模块通过网络通讯模块或开关量输入输出模块获得车辆司控器当前制动级位，获取减速度目标值a_目标-；

c计算制动力目标值F_目标，以及计算制动缸压力目标值P_目标；

根据上述步骤a和步骤b计算制动力目标值F_目标＝M*a_目标-；

根据计算得到的动力目标值F_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。

d获取制动缸压力反馈值P_反馈；

通过压力传感器采集制动缸压力信号，上述制动缸压力信号作为模拟量信号采集电路的模拟量输入信号输入至制动防滑控制模块。

e计算压力目标误差值ΔP；

压力目标误差值ΔP＝P_目标-P_反馈。

f根据上述压力目标误差值ΔP，获得控制液压阀的阀PWM目标控制信号；

h获取防滑系数Q；

其中，采用以下方法获取防滑系数Q，参见图4，具体步骤为h1～h6：

h1获取当前轴速度信号V_轴；

具体的，通过速度传感器采集当前轴速度信号V_当前，并上传至制动防滑控制模块的频率输入电路，频率输入电路可同时接收4路轴速度信号。同时，在获取当前轴速度信号V_轴，需对当前轴速度信号V_轴进行滑动滤波处理，以确保当前轴速度信号为最新轴速度信号。

h2计算当前车速信号V_车；

可根据步骤h1采集当前轴速度信号V_轴获得当前车速信号V_车，在具体计算过程中，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。

h3计算当前轴速度差ΔV；

根据当前轴速度信号V_轴与当前车速信号V_车计算得到当前轴速度差ΔV，即ΔV＝V_轴-V_车；

h4计算当前轴减速度Δa_当前-；

根据速度传感器在某一时间段的采集的相邻轴速度信号得到当前轴减速度Δa_当前-，即当前轴速度信号V_轴，在时间间隔Δt前采集的轴速度信号为前一时刻轴速度信号V_轴前，而当前轴减速度Δa_当前-＝(V_轴-V_轴前)/Δt。

h5判断当前轴速度差ΔV是否超过设定的速度差阈值；

若当前轴速度差ΔV超过设定的速度差阈值，则根据滑行深度得到防滑系数Q；

若当前轴速度差ΔV未超过设定的速度差阈值，则进一步判断当前轴减速度Δa_当前-是否超过减速度阈值；

h6若当前轴减速度Δa_当前-超过阈值Δa_0-，则根据滑行深度得到防滑系数Q；

若当前轴减速度Δa_当前-未超过阈值Δa_0-，则将防滑系数Q设为1.0。

i根据上述获取的防滑系数Q以及阀PWM目标控制信号，获取阀PWM最终控制信号，进而驱动液压阀精确调整制动缸压力，防止车轮擦伤并充分利用粘着，实现制动防滑功能。

其中防滑系数Q取值范围为0.0～1.0，若未发生滑行，则防滑系数为1.0；若发生滑行，则防滑系数小于1.0，具体取值应根据滑行深度获得，且滑行深度越深，防滑系数Q值越小，滑行深度越浅，防滑系数Q值越大。

参见图5，作为本发明的一种实施方式，上述步骤i中，液压阀可采用比例阀，若为比例阀，则制动防滑控制模块通过控制比例阀的阀PWM控制信号来调节制动力的大小，若制动力偏大，则调小阀PWM控制信号；若制动力偏小，则调大阀PWM控制信号，具体为：

通过速度传感器获取4路轴速度信号V_轴，传送至制动防滑控制模块处理，并通过上述h1～h6方法获得防滑系数Q；

通过角度传感器获取列车载荷M，传送至制动防滑控制模块处理，并通过上述方法a～f方法获得阀PWM目标控制信号；

将获得的防滑系数Q和获得的阀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，进而驱动比例阀精确调整制动缸压力，防止车轮擦伤并充分利用粘着，实现制动防滑功能。

参见图6，作为本发明的另一实施方式，上述步骤i中，液压阀可采用高速开关阀，若采用高速开关阀，则制动防滑控制模块通过控制充液阀的阀PWM最终控制信号或排液阀的阀PWM最终控制信号来调节制动力的大小，若制动力偏大，则调小阀PWM控制信号，即打开高速开关阀的排液阀以减小压力；若制动力偏小，则调大阀PWM控制信号，即打开高速开关阀的充液阀以增大压力，具体为：

通过速度传感器获取4路轴速度信号V_轴，传送至制动防滑控制模块处理，并通过上述h1～h6方法获得防滑系数Q；

通过角度传感器获取列车载荷M，传送至制动防滑控制模块处理，并通过上述方法a～f方法获得阀PWM目标控制信号；根据车辆的当前状态，将防滑系数Q和充液阀的阀PWM目标控制信号、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，并将充液阀的阀PWM最终控制信号和排液阀的阀PWM最终控制信号进行逻辑或处理，输出充液阀的阀PWM最终控制信号或排液阀的阀PWM最终控制信号进而驱动高速开关阀精确调整制动缸压力，防止车轮擦伤并充分利用粘着，实现制动防滑功能。

需要说明的是，若液压阀采用高速开关阀，应根据此时车辆的当前状态，调整制动缸压力，具体过程为：

若车辆当前处于恢复状态，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。

若车辆当前处于保持状态，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。

若车辆当前处于滑行状态，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。

若车辆当前处于非恢复、非保持、非滑行的正常制动状态，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。

上述调整制动缸压力过程中，根据车辆的当前状态，对其充液阀和排液阀进行充排液控制，进而进行滑行控制。若车辆为恢复状态，则根据当前恢复情况控制充液阀的阀PWM最终控制信号，以及关闭排液阀，使得液压制动力逐步恢复；若车辆为保持状态，则关闭充液阀和排液阀，保持当前制动力；若车辆为滑行状态，则关闭充液阀，并根据滑行深度控制排液阀的阀PWM最终控制信号，以减小液压制动力，恢复粘着。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其进行限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

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-，Δa_当前-＝(V_轴-V_轴前)/Δt，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理，得到比例阀的阀PWM最终控制信号。

7.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。

8.根据权利要求7所述的防滑控制方法，其特征在于：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；

若车辆当前处于非恢复、非保持、非滑行的正常制动状态，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。

9.一种制动防滑控制模块，用于权利要求1～8任一项所述的制动防滑控制方法，其特征在于：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；

所述模拟量输入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。

10.一种有轨电车液压制动电子控制装置，其特征在于，所述电子控制装置包括：权利要求9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。