一种控制方法及控制装置、控制系统与流程

本发明涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及一种控制方法及控制装置、控制系统。

背景技术：

随着轨道列车的普及，人们对轨道列车的乘坐舒适性提出了越来越高的要求，这就要求轨道列车工程师们要更加优化列车的制造工艺。

在列车尤其是轨道列车上普遍采用了空气弹簧悬挂系统，空气弹簧的作用原理是通过弹簧中的空气，来吸收车体振动产生的冲击载荷。这样不仅提高了列车的运行稳定性而且还降低了因载荷冲击产生的噪音。一般情况下，空气弹簧是前后对称设置，即，车厢前后两端分别设置有空气弹簧，用来支撑车体。

当列车转弯或者因为其它一些原因造成列车车厢前后不在同一平面上，这样势必会造成列车的偏载。同时，两端的空气弹簧的压缩量也不一样，也影响了乘客的乘坐舒适性。不仅如此，因为列车的车钩本该处于同一水平面上，当列车发生偏斜的时候，如果前后车钩不处在同一水平面上，也容易产生车钩的损坏。

有鉴于此，亟待针对现有技术进行优化设计，设计一种控制方法及控制设备，使列车在即将发生偏载的时候，通过控制两端空气弹簧的充气量，来让车体恢复平衡，提升乘客的乘坐舒适性，同时使得车钩免遭损坏。

技术实现要素：

针对上述描述，本发明解决的技术问题在于，提供一种控制方法及控制装置、控制系统，以解决现有技术所存在的列车易发生倾斜偏载，车钩连接处容易发生损坏，乘客乘坐质量差的问题。

本发明提供了一种控制方法，在第一时刻，检测车厢的倾斜状态；在第二时刻，通过检测车厢的倾斜状态控制相对设置的空气弹簧的充放气，使空气弹簧达到规定的高度。

优选地，所述空气弹簧的充放气，具体为，一端的空气弹簧充气，另一端的空气弹簧放气。

优选地，所述控制装置控制气源与所述空气弹簧间的开闭。

优选地，所述第一时刻与第二时刻为同一时刻。

本发明又提供一种控制装置，所述装置包括：

进气腔，其具有气源入口和两个空气弹簧入气孔；

进气活塞，设置于所述进气腔内，控制所述进气腔与两个所述空气弹簧入气口间的开闭；

排气腔，其具有排气出口和两个空气弹簧出气口；

排气活塞，设置于所述排气腔内，控制所述排气腔与两个所述空气弹簧出气口间的开闭；

转换阀，设置在车体上，控制所述进气活塞与所述排气活塞的移动；

平衡装置，其一端与转向架连接，另一端与所述转换阀连接，通过检测车体倾斜，来控制所述转换阀的动作。

优选地，所述转换阀具有两个同时控制所述进气活塞与所述排气活塞的动作的工作位置，并配置为：

在第一工作位置，所述转换阀控制所述进气活塞位移至：第一所述空气弹簧入气口与所述进气腔连通，第二所述空气弹簧入气口与所述进气腔关闭，并控制所述排气活塞位移至：第二的所述空气弹簧出气口与所述排气腔连通，第一所述空气弹簧出气口与所述排气腔关闭；

在第二工作位置，所述转换阀控制所述进气活塞位移至：第二所述空气弹簧入气口与所述进气腔连通，第一所述空气弹簧入气口与所述进气腔关闭，并控制所述排气活塞位移至：第二所述空气弹簧出气口与所述排气腔连通，第一所述空气弹簧出气口与所述排气腔关闭。

优选地，所述进气腔与所述排气腔不连通。

本发明还提供一种控制系统，包括配气至空气弹簧的气源，还包括：

如前所述的控制装置，设置在所述气源和空气弹簧之间。

由上述方案可知，本发明提供了一种控制方法，在第一时刻，检测车厢的倾斜状态，在第二时刻，通过检测车厢的倾斜状态控制相对设置的空气弹簧的充放气，使空气弹簧达到规定的高度。通过上述方案，可以将倾斜的列 车调整到接近水平位置。具体的，当列车转弯或者因为某些其它原因造成列车运行不平稳的时候，控制装置检测到车厢发生倾斜，并通过自身动作，打开压缩空气与车厢倾斜端的空气弹簧的接口，向空气弹簧中充入高压气体，受高压气体挤压，车厢倾斜端的空气弹簧膨胀舒张，将发生倾斜一端的车厢抬高。与此同时，控制装置的动作打开了车厢另一端空气弹簧的放气孔，让空气弹簧放气收缩。通过两端空气弹簧的充放气调整，车厢由倾斜位置，得以调整到接近水平的位置。这样便提高了乘客的乘坐舒适度，车厢的倾斜得到了矫正，前后两车厢间相连接的车钩也不会因受力不平衡而发生疲劳损坏。

本发明又提供了一种控制装置，所述控制装置包括进气腔、进气活塞、排气腔、排气活塞、转换阀、平衡装置。所述进气腔具有气源入口和两个空气弹簧入气孔，所述进气活塞，设置于所述进气腔内，控制所述进气腔与两个所述空气弹簧入气口间的开闭。具体的，进气腔设置有一个气源入口，设置有两个空气弹簧入气孔，通过进气腔可以同时控制相对设置的两端空气弹簧的充气，节约了成本，提高了调节精准度。使得两端空气弹簧的调节具有一致性，彼此动作的可协调性也更强。

所述排气腔其具有排气出口和两个空气弹簧出气口，排气活塞，设置于所述排气腔内，控制所述排气腔与两个所述空气弹簧出气口间的开闭。同所述进气腔与进气活塞的动作原理一样，通过一个排气腔可以控制两端相对设置的空气弹簧的排气，节约了成本，提高了调节精准度。

所述转换阀控制所述进气活塞与所述排气活塞的移动。这样，通过一个转换阀就能直接控制进气活塞和排气活塞的动作，即，可以控制两端空气弹簧的进排气，结构更简单实用。所述平衡装置的一端与车体连接，另一端与所述转换阀连接，通过检测车体两端的倾斜，来控制所述转换阀的动作。当车体倾斜的时候，平衡装置不再处于平衡位置，而是发生偏转，平衡装置的偏转带动所述转换阀的转动，继而使得进气活塞和排气活塞动作来完成两端空气弹簧的充放气，最终达到调节车厢平衡的目的。

本发明还提供一种控制系统，包括配气至两端空气弹簧的气源，还包括：如前所述的控制装置，设置在所述气源和空气弹簧之间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供控制方法的原理图。

图2为列车平稳运行时候控制装置的内部结构示意图。

图3为列车发生倾斜时候控制装置的内部结构示意图。

图1-3中：

前空气弹簧出气口1、前空气弹簧入气口2、进气腔3、进气活塞31、气源入口32、后空气弹簧出气口4、后空气弹簧入气口5、前空气弹簧6、转换阀7、固定座71、排气腔8、排气活塞81、排气出口82、后空气弹簧9、平衡装置10、支撑杆101、平衡杆102、气源110、、控制装置111、空气弹簧112。

具体实施方式

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供一种控制方法，如图1所示。其中，本发明所提供控制方法的原理图。

该控制方法为在第一时刻，检测车厢(图中未示出)的倾斜状态，在第二时刻，通过检测车厢的倾斜状态控制相对设置的空气弹簧112的充放气，使空气弹簧112达到规定的高度。通过上述方案，可以将倾斜的列车调整到接近水平位置。以保证列车的平稳运行。具体的，当列车转弯或者因为某些其它原因造成列车运行不平稳的时候，控制装置111检测到车厢发生倾斜，并通过自身动作，打开气源110与车厢倾斜端的空气弹簧112的接口，向空气弹簧112中充入高压气体，受高压气体挤压，车厢倾斜端的空气弹簧112膨胀舒张，将发生倾斜一端的车厢抬高。与此同时，车辆另一端控制装置111的动作打开了车厢另一端空气弹簧112的放气孔，让空气弹簧112放气收缩。 通过两端空气弹簧112的充放气调整，车厢由倾斜位置，得以调整到接近水平的位置。这样便提高了乘客的乘坐舒适度，车厢由倾斜得到了矫正。列车平稳运行，前后两车厢间相连接的车钩(图中未示出)也不会因受力不平衡发生疲劳损坏。本文中以列车运行方向为准，列车运行的方向为“前”其前的相对方向为“后”，这里所说的两端是列车车厢的前后两端，应当理解，上述方位词的使用对于本方案所限定的保护范围并不构成限制。

本申请文件所描述的是对列车车厢前后两端的空气弹簧的调节，也可以应用在车厢左右两侧倾斜时空气弹簧的调节情况。对两端空气弹簧的具体数量也不作具体限制。

需要说明的是，空气弹簧112的充放气，具体为，车厢一端的空气弹簧充气，车厢另一端的空气弹簧放气。第一时刻与第二时刻为同一时刻。车厢两端的空气弹簧112同时调整，使得反应更快，效率更高，列车的晃动幅度小，有利于提高乘坐舒适性。当然本实施例中提到的是车厢两端空气弹簧112同时调整，也可以不同时调整，或者只对车厢一端的空气弹簧进行调整来使列车车体达到平衡。

具体的，两端空气弹簧112的调整是通过一控制装置111来调节气源110与空气弹簧112间的开关来实现的。只需要一个控制装置111就能够同时调整两端的空气弹簧112充放气，效率更高，反应时间更快，乘坐舒适性得到了更好的体现。

除此之外，本发明还提供了一种控制装置111的具体实施例，如图2-3所示，其中，图2为列车平稳运行时候控制装置的内部结构示意图，图3为列车发生倾斜时候控制装置的内部结构示意图。

具体的，控制装置111包括进气腔3、进气活塞31、排气腔8、排气活塞81、转换阀7、平衡装置10。进气腔3具有气源入口32和前(后)空气弹簧入气口2(5)，进气活塞31设置于进气腔3内，控制进气腔3与前(后)空气弹簧入气口2(5)间的开闭。具体的，进气腔3设置有一个气源入口32，设置有前(后)空气弹簧入气口2(5)，通过进气腔3可以同时控制车体上前后两端空气弹簧112的充气，节约了成本，提高了调节精准度。使得两端空气弹簧112的调节具有一致性，彼此动作的可协调性也更强。

排气腔8其具有排气出口82和前(后)空气弹簧出气口1(4)，排气活塞81，设置于排气腔8内，控制排气腔8与前(后)空气弹簧出气口1(4)间的开闭。同进气腔3与进气活塞31的动作原理一样，通过一个排气腔8可以控制前后两端空气弹簧112的排气，节约了成本，提高了调节精准度。

转换阀7设置在车体上，控制进气活塞31与排气活塞81的移动。这样，通过一个转换阀7就能直接控制进气活塞31和排气活塞81的动作，即，可以控制两端空气弹簧112的进排气，结构更简单实用。平衡装置10的一端与转向架连接，另一端与所述转换阀7连接，通过检测车体倾斜，来控制所述转换阀7的动作。当车体或转向架的倾斜的时候，平衡装置10不再处于平衡位置，而是发生偏转，平衡装置10的偏转带动转换阀7的转动，继而使得进气活塞31和排气活塞81动作来完成两端空气弹簧112的充放气，最终达到调节车厢平衡的目的。

另外，转换阀7具有两个同时控制进气活塞31与排气活塞81的动作的工作位置，并配置为：

在第一工作位置，转换阀7控制进气活塞31位移至：第一空气弹簧入气口与进气腔3连通，第二空气弹簧入气口与进气腔3关闭，并控制排气活塞81位移至：第二的空气弹簧出气口与排气腔8连通，第一空气弹簧出气口与排气腔8关闭；

在第二工作位置，转换阀7控制进气活塞31位移至：第二空气弹簧入气口与进气腔3连通，第一空气弹簧入气口与进气腔3关闭。并控制排气活塞81位移至：第二空气弹簧出气口与排气腔8连通，第一空气弹簧出气口与排气腔8关闭

进气活塞31控制一端的空气弹簧入气口与进气腔3连通，另一端的空气弹簧入气口与进气腔3关闭，这就避免了两端的空气弹簧112同时进气的情况出现，如此设计更为合理，实际应用中反应速度也更加迅速。

排气活塞81控制一端的空气弹簧出气口与排气腔8连通，另一端的空气弹簧出气口与排气腔8关闭，与进气活塞31产生的控制效果类似，同时对前后两端空气弹簧112的控制可以避免其同时排气的情况。从设计和反应速度方面都更加优化。

进气腔3与排气腔8不连通，转换阀7同时控制进气活塞31与排气活塞81的动作。进排气腔的断开，有利于控制，气源110中的气体不会通过排气腔8泄露出去，同理也有利于排气腔8向外排气。转换阀7同时控制进气活塞31与排气活塞81的动作，这种一对多的控制形式，结构更简单，却大大提高了控制效率，也争取了反应时间，可以提高乘客的乘坐舒适性。

概括上述控制方法与控制装置111的具体动作步骤如下：

a、当列车正常平稳的行驶的时候，控制装置111内部结构示意图如图2所示，车厢体处于水平位置，平衡装置10自身具有的平衡杆102处于水平位置，其与支撑杆101成一垂直角度，进气活塞31将前空气弹簧入气口2和后空气弹簧入气口5封堵死，让高压气体无法进入空气弹簧112，同理，排气活塞81将前空气弹簧出气口1和后空气弹簧出气口4封堵死。前空气弹簧6和后空气弹簧9内部的高压气体基本相同。

b、如图3所示，当列车因为某些因素向前发生倾斜的时候，平衡装置10上固定于车体部分的固定座71带动支撑杆101向上推动平衡杆102向上运动，平衡杆102带动转换阀7转动，转换阀7带动进气活塞31向右运动，将后空气弹簧入口5堵死，前空气弹簧入气口2露在进气腔3中，高压气体通过进气腔3和前空气弹簧入气口2进入到前空气弹簧6中进行充气，其膨胀伸展，将车体倾斜端顶起。

与此同时，转换阀7将排气活塞81带动向左运动，将前空气弹簧出气口1堵死，后空气弹簧出气口4裸露在排气腔8中，将后空气弹簧9中的压缩空气排入排气腔8中，并通过排气出口82将气体排除，使得后空气弹簧9失压缩小，将车体倾斜端的相对侧降低。

这里，本文中所使用的方位词是以图2为基准定义的，图2的左方即为“左”，其“左”的相对方向为“右”，应当理解，上述方位词的使用对于本方案所限定的保护范围并不构成限制。

c、通过两端空气弹簧112的调节车体恢复到平衡位置，即，控制装置111也恢复到图2位置。

同理，当列车向后侧倾斜的时候，原理相同，在此不做过多赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。