一种制动方法及装置与流程

本发明涉及机车制动领域，更具体的说，涉及一种制动方法及装置。

背景技术：

交流机车的制动方式有两种：空气制动和动力制动。空气制动的工作原理是风压驱动闸瓦，通过闸瓦与轮轨的摩擦力来实施制动。动力制动的工作原理是将牵引电机转变为发电机，将机车动能转变为电能或热能。

目前，在交流机车上同时设置了空气制动和动力制动，由于两种制动方式采用的原理不同，在使用时，空气制动与动力制动不能很好的匹配使用，因此同一时刻只能实施动力制动和空气制动中的一种。因此，亟需一种能够使空气制动和动力制动结合使用的制动方法。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种制动方法及装置，以解决空气制动和动力制动同一时刻不能结合使用的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种制动方法，包括：

在混合制动状态时，获取制动压力和动力制动力目标值；

根据所述制动压力计算得到空气制动力目标值；

将所述动力制动力目标值和所述空气制动力目标值中的较大者作为制动力申请值；

根据机车运行状态计算得到机车能够提供的动力制动力；

根据所述动力制动力和所述制动力申请值，采用空气制动和动力制动结合的制动方法进行制动。

优选地，所述根据所述动力制动力和所述制动力申请值，采用空气制动和动力制动结合的制动方法进行制动，具体包括：

判断所述动力制动力和所述制动力申请值的大小；

当所述动力制动力大于等于所述制动力申请值时，采用动力制动；

当所述动力制动中提供的实际动力制动力小于所述制动力申请值时，同时采用所述动力制动和空气制动；

当所述动力制动中提供的实际动力制动力为零时，仅采用所述空气制动；

当所述动力制动力小于所述制动力申请值时，同时采用动力制动和空气制动；

当所述动力制动中提供的实际动力制动力为零时，仅采用所述空气制动。

优选地，所述当所述动力制动力小于所述制动力申请值时，同时采用动力制动和空气制动中，所述空气制动提供的空气制动力的计算公式为：

F_空＝F_申-F_动；

F_空代表空气制动力；F_申代表制动力申请值；F_动代表实际动力制动力。

优选地，所述获取制动压力，具体包括：

获取制动控制器的大闸压力和小闸压力，并将所述大闸压力和所述小闸压力中的较大值作为制动压力；

其中，所述大闸压力是所述制动控制器的大闸手柄位对应的闸缸压力，所述小闸压力是所述制动控制器的小闸手柄位对应的闸缸压力。

优选地，所述根据所述制动压力计算得到空气制动力目标值，具体包括：

根据所述制动压力，结合机车运行状态，计算得到空气制动力目标值。

一种制动装置，包括：

获取单元，用于在混合制动状态时，获取制动压力和动力制动力目标值；

计算单元，用于根据所述制动压力计算得到空气制动力目标值；

制动力申请值确定单元，用于将所述动力制动力目标值和所述空气制动力目标值中的较大者作为制动力申请值；

动力制动力计算单元，用于根据机车运行状态计算得到机车能够提供的动力制动力；

制动单元，用于根据所述动力制动力和所述制动力申请值，采用空气制动和动力制动结合的制动方法进行制动。

优选地，所述制动单元，包括：

判断单元，用于判断所述动力制动力和所述制动力申请值的大小；

动力制动单元，用于当所述判断单元判断所述动力制动力大于等于所述制动力申请值时，采用动力制动；

混合制动单元，用于当所述动力制动中提供的实际动力制动力小于所述制动力申请值时，同时采用所述动力制动和空气制动；

空气制动单元，用于当所述动力制动中提供的实际动力制动力为零时，仅采用所述空气制动；

所述混合制动单元，还用于当所述判断单元判断所述动力制动力小于所述制动力申请值时，同时采用动力制动和空气制动；

所述空气制动单元，还用于当所述混合制动单元同时采用动力制动和空气制动后，当所述动力制动中提供的实际动力制动力为零时，仅采用所述空气制动。

优选地，还包括：空气制动力计算单元；

所述空气制动力计算单元，用于所述混合制动单元在所述判断单元判断所述动力制动力小于所述制动力申请值时，同时采用动力制动和空气制动时，依据公式F_空＝F_申-F_动计算所述空气制动提供的空气制动力；

其中，F_空代表空气制动力；F_申代表制动力申请值；F_动代表实际动力制动力。

优选地，所述获取制动压力的所述获取单元，具体用于：

获取制动控制器的大闸压力和小闸压力，并将所述大闸压力和所述小闸压力中的较大值作为制动压力；

其中，所述大闸压力是所述制动控制器的大闸手柄位对应的闸缸压力，所述小闸压力是所述制动控制器的小闸手柄位对应的闸缸压力。

优选地，所述计算单元，具体用于：

根据所述制动压力，结合机车运行状态，计算得到空气制动力目标值。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种制动方法及装置，在混合制动状态下，通过计算得到动力制动力和制动力申请值，能够了解机车需要的制动力以及动力制动能够提供的制动力的大小，根据所述动力制动力和所述制动力申请值的关系，采用空气制动和动力制动结合的制动方法进行制动，解决了空气制动和动力制动同一时刻不能结合使用的问题。

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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的制动方法的方法流程图；

图2为本发明中空气制动的原理图；

图3为本发明中动力制动的原理图；

图4为本发明提供的另一种制动方法的方法流程图；

图5为本发明中的空气制动力和实际动力制动力随时间变化的曲线图；

图6为本发明中的制动装置的结构示意图；

图7为本发明中的另一种制动装置的结构示意图。

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。

本发明提供了一种制动方法，参照图1，包括：

S101、获取制动压力和动力制动力目标值；

需要说明的是，在司机室的显示屏上有混合制动状态和空电联锁制动状态两种制动状态显示界面，当司机选择在空电联锁制动状态时，机车制动时只能采用空气制动或动力制动二选一的方式，当司机选择混合制动状态时，会采用本发明提到的制动方法。一般情况下，在机车开始运行时，已经设置在混合制动状态，此时司机不再需要进行调节。

另外，获取制动压力的具体步骤为：

获取制动控制器的大闸压力和小闸压力，并将所述大闸压力和所述小闸压力中的较大值作为制动压力；

其中，所述大闸压力是所述制动控制器的大闸手柄位对应的闸缸压力，所述小闸压力是所述制动控制器的小闸手柄位对应的闸缸压力。

空气制动手柄包含大闸手柄和小闸手柄，当制动时，司机推动空气制动手柄，大闸手柄位会对应一个闸缸压力，小闸手柄位也会对应一个闸缸压力，选取两个压力中的较大者，作为制动压力。

司机推动动力制动手柄进行制动时，会对应产生一个动力制动力目标值。

需要注意的一点是，司机推动空气制动手柄和动力制动手柄时，会根据当时列车的运行情况，如当时列车的运行速度等，来确定空气制动手柄的档位和动力制动手柄的档位。

S102、根据所述制动压力计算得到空气制动力目标值；

具体的，根据所述制动压力，结合机车运行状态，计算得到空气制动力目标值。具体计算公式为：F_空＝P_制*参数，P_制代表制动压力，F_空代表空气制动力目标值，所述参数与机车运行状态有关。其中，机车运行状态是指转向架的运行状态、车速等。

S103、将所述动力制动力目标值和所述空气制动力目标值中的较大者作为制动力申请值；

需要说明的一点是，为了能够使机车安全可靠的停下来，需要将所述动力制动力目标值和所述空气制动力目标值中的较大者作为制动力申请值。其中，制动力申请值就是司机所确定的需要的制动力的值。

S104、根据机车运行状态计算得到机车能够提供的动力制动力；

具体的，计算动力制动力是根据公式F＝P/V计算，P代表动力电池能够提供的功率，F_动代表动力制动力，V代表机车运行速度。这里所述的运行状态是指机车运行速度、功率。

S105、根据所述动力制动力和所述制动力申请值，采用空气制动和动力制动结合的制动方法进行制动。

具体的，空气制动的工作原理请参照图2，图2中当司机推动制动手柄4时，制动机1采集到制动手柄信号，作用于风压，此时风压驱动闸瓦控制系统2，使闸瓦3与轮轨进行摩擦，以达到制动的目的。

动力制动的原理请参照图3，具体的，当司控室10中司机推动动力制动手柄时，微机控制装置6采集得到制动信号，经过逻辑计算后，发送制动指令给传动控制系统7，此时，传动控制系统7发送指令至牵引逆变模块11，牵引逆变模块11将牵引电机8转变为发电机，发电机将机车的动能转变为电能，牵引逆变模块11将电能输送到动力蓄电池9中，将电能存储在动力蓄电池9中，以供牵引时使用。

本实施例提供了一种制动方法，在混合制动状态下，通过计算得到动力制动力和制动力申请值，能够了解机车需要的制动力以及动力制动能够提供的制动力的大小，根据所述动力制动力和所述制动力申请值的关系，采用空气制动和动力制动结合的制动方法进行制动，解决了空气制动和动力制动同一时刻不能结合使用的问题。

可选的，本发明的另一实施例中，参照图4，所述根据所述动力制动力和所述制动力申请值，采用空气制动和动力制动结合的制动方法进行制动，具体包括：

S405、判断所述动力制动力是否大于等于制动力申请值，当所述动力制动力大于等于制动力申请值时，执行步骤S406，当所述动力制动力小于制动力申请值时，执行步骤S408。

其中，判断所述动力制动力是否大于等于制动力申请值，是为了判断仅采用动力制动能不能满足制动要求。

S406、采用动力制动；

其中，动力制动的原理在上述实施例中已经写明，请参照上述实施例，在此不再赘述。

本方案中，当所述动力制动力大于所述制动力申请值时，优先采用动力制动，此时动力制动产生的电能能够存储在动力蓄电池中，同时，优先采用动力制动，能够减少空气制动中对闸瓦的磨损，提高闸瓦使用寿命。

S407、判断所述动力制动中提供的实际动力制动力是否大于等于制动力申请值；当所述动力制动中提供的实际动力制动力大于等于制动力申请值时，执行步骤S406，当所述动力制动中提供的实际动力制动力小于制动力申请值时，执行步骤S408。

需要说明的是，根据公式F＝P/V计算得到的动力制动力是理想的动力制动力，是为了能够了解动力电池能够提供的动力制动力的多少，在实际制动过程中，能够读取得到实际的动力制动力的大小，即实际动力制动力。随着动力制动的施加，机车的速度越来越小，随着机车的速度的减小，动力制动提供的实际动力制动力是不断变化的，需要时刻判断动力制动力是否大于制动力申请值。

S408、同时采用动力制动和空气制动；

当所述动力制动中提供的实际动力制动力小于制动力申请值时，说明仅依靠动力制动提供的动力制动力不能够满足制动要求，此时应该辅助空气制动。空气制动的制动力大小根据公式F_空＝F_申-F_动进行计算，其中，F_空代表空气制动力；F_申代表制动力申请值；F_动代表实际动力制动力。

动力制动和空气制动具体的工作过程请参照上述实施例中的介绍，在此不再赘述。

S409、判断所述动力制动中提供的实际动力制动力是否为零；当实际动力制动力为零时，执行步骤S410，当实际动力制动力不为零时，返回步骤S408。

当实际动力制动力为零时，说明此时动力制动已经不能使用，只能使用空气制动。为了本领域的技术人员更加清楚明白的了解本发明，现结合图5进行说明。

图5中，横坐标代表时间，纵坐标代表制动力申请值，图5中一共有三条曲线，分别为动力制动力曲线、空气制动力曲线和机车速度曲线。其中，动力制动力曲线代表实际动力制动力的变化。本图中，刚开始采用制动时，实际动力制动力的大小与制动力申请值的大小相同，t1时刻之前，实际动力制动力能够满足机车的制动力申请值，此时只进行动力制动，在t1时刻之后，随着机车速度的大小，实际动力制动力开始减小，不能满足制动力申请值的要求，此时需要补充空气制动。随着实际动力制动力的不断减小，空气制动力的值越来越大，在t2时刻，实际动力制动力为零，但此时机车速度还有一定值，仍然需要制动，此时空气制动提供所有的制动力。在t3时刻，机车速度为零，机车完全停止。

本发明的另一实施例中提供了一种制动装置，参照图6，具体的，制动装置包括：

获取单元101，用于在混合制动状态时，获取制动压力和动力制动力目标值；

其中，所述获取制动压力的获取单元101，具体用于：

获取制动控制器的大闸压力和小闸压力，并将所述大闸压力和所述小闸压力中的较大值作为制动压力；

其中，所述大闸压力是所述制动控制器的大闸手柄位对应的闸缸压力，所述小闸压力是所述制动控制器的小闸手柄位对应的闸缸压力。

计算单元102，用于根据所述制动压力计算得到空气制动力目标值；

具体的，计算单元102根据所述制动压力，结合机车运行状态，计算得到空气制动力目标值。

制动力申请值确定单元103，用于将所述动力制动力目标值和所述空气制动力目标值中的较大者作为制动力申请值；

动力制动力计算单元104，用于根据机车运行状态计算得到机车能够提供的动力制动力；

制动单元105，用于根据所述动力制动力和所述制动力申请值，采用空气制动和动力制动结合的制动方法进行制动。

本实施例提供了一种制动装置，在混合制动状态下，通过计算得到动力制动力和制动力申请值，能够了解机车需要的制动力以及动力制动能够提供的制动力的大小，根据所述动力制动力和所述制动力申请值的关系，采用空气制动和动力制动结合的制动方法进行制动，解决了空气制动和动力制动同一时刻不能结合使用的问题。

需要说明的是，本实施例中的各个单元的工作过程，请参照图1对应的实施例，在此不再赘述。

可选的，本发明的另一实施例中，参照图7，制动单元105，包括：

判断单元1051，用于判断所述动力制动力和所述制动力申请值的大小；

动力制动单元1052，用于当判断单元1051判断所述动力制动力大于等于所述制动力申请值时，采用动力制动；

混合制动单元1053，用于当所述动力制动中提供的实际动力制动力小于所述制动力申请值时，同时采用所述动力制动和空气制动；

空气制动单元1054，用于当所述动力制动中提供的实际动力制动力为零时，仅采用所述空气制动；

其中，当判断单元1051判断所述动力制动力大于等于所述制动力申请值时，采用动力制动后，随着机车速度的减少，动力制动提供的实际动力制动力是不断变化的，需要随时检测实际动力制动力的大小。

混合制动单元1053，还用于当判断单元1051判断所述动力制动力小于所述制动力申请值时，同时采用动力制动和空气制动；

空气制动单元1054，还用于当混合制动单元1053同时采用动力制动和空气制动后，当所述动力制动中提供的实际动力制动力为零时，仅采用所述空气制动。

当同时采用动力制动和空气制动时，制动装置还包括：空气制动力计算单元；

空气制动力计算单元，用于混合制动单元1053在判断单元1051判断所述动力制动力小于所述制动力申请值时，同时采用动力制动和空气制动后，依据公式F_空＝F_申-F_动计算所述空气制动提供的空气制动力；

其中，F_空代表空气制动力；F_申代表制动力申请值；F_动代表实际动力制动力。

需要说明的是，本实施中制动单元105中各个单元的工作过程请参见图4对应的实施例，再此不再赘述。

本实施中，通过判断单元1051判断所述动力制动力和所述制动力申请值的大小，能够优先采用动力制动，将动力制动转换的电能存储在动力蓄电池中，为牵引工作提供电能。

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。