铁路列车、用于电制动系统的空重车调整装置及方法与流程

1.本发明涉及铁路列车技术领域，特别是涉及一种铁路列车、用于电制动系统的空重车调整装置及方法。


背景技术：

2.铁路列车制动时，制动力大小需要与车辆的实际载重状态相匹配，重车时需要较大的制动力，空车时需要较小的制动力，这样才能保证车辆既能在规定的限度里完成停车，又不会因制动力过大造成擦轮故障。
3.传统的铁路列车大多采用空气系统进行制动，制动时，控制阀作用使储风缸里的压力空气通过控制阀通道流向制动缸，制动缸压力上升、推动活塞伸出带动和其相连的杠杆系统动作，使闸瓦压紧车轮踏面，靠闸瓦和车轮踏面间的摩擦力作用使车辆停车运动。为了保证制动力与载重状态匹配，空气制动系统一般采用空重车调整装置实现制动缸压力的调节。然而，用于空气制动系统的空重车调整装置无法适用于电制动系统的空重车。


技术实现要素：

4.用于此，有必要提供一种铁路列车、用于电制动系统的空重车调整装置及方法，适用于电制动系统的空重车，同时还能够减小车辆单元之间的纵向冲动，提高制动的安全性。
5.一种用于电制动系统的空重车调整装置，包括：
6.位移传感器，所述位移传感器用于设在铁路列车的车辆单元，并用于测量所述车辆单元转向架的挠度参数；及
7.车辆控制器，所述车辆控制器与所述位移传感器通信连接；所述车辆控制器用于根据所述挠度参数获取所述车辆单元的载重状态，并根据所述载重状态对总线传至车辆单元的制动控制指令进行调整，以使所述车辆单元输出的制动力与所述载重状态相匹配。
8.在其中一个实施例中，所述车辆控制器还用于与所述车辆单元的执行机构通信连接；当所述载重状态为满载时，所述车辆控制器用于向所述执行机构发送总线传来的制动控制指令，并控制所述执行机构完全按照所述制动控制指令输出制动力。
9.在其中一个实施例中，所述载重状态包括满载、部分装载及空载，当所述载重状态为满载或部分装载时，各所述车辆单元输出的制动力与对应所述车辆单元自重和载重之和的比值基本恒定；当所述载重状态为空载时，各所述车辆单元输出的制动力与对应所述车辆单元自重的比值基本恒定。
10.在其中一个实施例中，所述载重状态包括满载、部分装载及空载，当所述车辆单元处于所述满载或所述部分装载状态时，各所述车辆单元输出的制动力与对应所述车辆单元自重和载重之和的比值基本恒定；当所述车辆单元处于所述空载状态时，各所述车辆单元输出的制动力与对应所述车辆单元自重的比值基本恒定。
11.在其中一个实施例中，所述用于电制动系统的空重车调整装置还包括滤波器，所述滤波器用于过滤所述车辆单元在装载和运行过程中的振动干扰信号，以使所述位移传感
器获取所述车辆单元稳态下的挠度参数。
12.一种用于电制动系统的空重车调整方法，包括如下步骤：
13.测量车辆单元转向架的挠度参数；
14.根据所述挠度参数与所述车辆单元载重的对应关系，获取所述车辆单元的载重状态；
15.根据所述载重状态，获取与所述载重状态相匹配的制动力。
16.在其中一个实施例中，所述的根据所述载重状态，获取与所述载重状态相匹配的制动力，具体包括步骤：
17.当所述载重状态为满载时，控制所述车辆单元的执行机构完全按照总线传来的制动控制指令输出制动力。
18.在其中一个实施例中，所述的根据所述载重状态，获取与所述载重状态相匹配的制动力，具体包括步骤：
19.当所述载重状态为部分装载或空载时，对总线传来的制动控制指令进行系数修正；
20.所述车辆单元的执行机构按照修正后的制动控制指令输出制动力。
21.在其中一个实施例中，所述的测量车辆单元转向架的挠度参数，具体包括步骤：
22.过滤掉所述车辆单元在装载和运行过程中的振动干扰信号，获取所述车辆单元在稳态下的挠度参数。
23.一种铁路列车，包括：
24.车辆单元，设有至少两个，至少两个所述车辆单元相连接；
25.电制动系统，包括总线，所述总线用于向至少两个所述车辆单元传送制动控制指令；及
26.所述的用于电制动系统的空重车调整装置，所述位移传感器设有至少两个，至少两个所述位移传感器分别设于至少两个所述车辆单元，并分别用于测量至少两个所述车辆单元转向架的挠度参数；所述车辆控制器根据至少两个所述车辆单元转向架的挠度参数获取对应所述车辆单元的载重状态，并根据所述载重状态对总线传来的制动控制指令进行调整，以使所述车辆单元输出的制动力与所述载重状态相匹配。
27.上述的铁路列车、用于电制动系统空重车的调整方法，通过位移传感器测量车辆单元转向架的挠度参数，基于转向架挠度参数与车辆单元载重的对应关系获取车辆单元的载重状态。将车辆单元的载重状态作为制动控制参数，通过制动控制参数对总线传来的制动控制指令进行调整，使得车辆单元输出的制动力与载重状态相匹配。如此，通过位移传感器与车辆控制器的配合，确保各车辆单元的制动力与当前的载重状态相匹配，具体为车辆单元在满载时输出较大的制动力，车辆单元在空载时输出较小的制动力，这样无论车辆单元处于何种载重状态下，各车辆单元输出的制动力与车辆单元自重和载重之和的比值基本恒定，这样能够减小车辆单元之间的纵向冲动，提高制动的安全性。
附图说明
28.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
29.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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取其他的附图。
30.图1为本发明一实施例的用于电制动系统的空重车调整装置的电路框图；
31.图2为本发明一实施例的用于电制动系统的空重车调整方法的流程图。
32.附图标号说明：10、位移传感器；20、车辆控制器；30、滤波器；40、执行机构。
具体实施方式
33.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
34.请参阅图1和图2，本发明一实施例的用于电制动系统的空重车调整装置，包括位移传感器10及车辆控制器20。位移传感器10用于设在铁路列车的车辆单元，并用于测量车辆单元转向架的挠度参数。车辆控制器20与位移传感器10通信连接，车辆控制器20用于根据挠度参数获取车辆单元的载重状态，并根据载重状态对总线传至车辆单元的制动控制指令进行调整，以使车辆单元输出的制动力与载重状态相匹配。
35.需要说明的是，铁路列车包括至少两节车辆单元，至少两个车辆单元相连接。其中，车辆单元是指铁路列车的其中一节车辆。
36.需要说明的是，车辆单元的载重状态包括满载、部分装载及空载。车辆单元输出的制动力与载重状态相匹配是指车辆单元在满载时输出较大的制动力，车辆单元在空载时输出较小的制动力，这样无论车辆单元处于满载、部分装载或空载时，各车辆单元输出的制动力与车辆单元自重和载重之和的比值基本恒定。其中，基本恒定是指两者的比值可在预设范围内波动。
37.上述的用于电制动系统的空重车调整装置，通过位移传感器10测量车辆单元转向架的挠度参数，基于转向架挠度参数与车辆单元载重的对应关系获取车辆单元的载重状态。将车辆单元的载重状态作为制动控制参数，通过制动控制参数对总线传来的制动控制指令进行调整，使得车辆单元输出的制动力与载重状态相匹配。如此，通过位移传感器10与车辆控制器20的配合，确保各车辆单元的制动力与当前的载重状态相匹配，具体为车辆单元在满载时输出较大的制动力，车辆单元在空载时输出较小的制动力，这样无论车辆单元处于何种载重状态下，各车辆单元输出的制动力与车辆单元自重和载重之和的比值基本恒定，这样能够减小车辆单元之间的纵向冲动，提高制动的安全性。
38.可选地，位移传感器10安装于车辆单元底架靠近心盘的位置。位移传感器10包括测量端，测量端与转向架横跨梁的上触板接触。通过测量上触板相对转向架侧架的位移值，确定车辆单元的挠度参数。根据车辆单元的挠度参数与载重的对应关系，能够获取车辆单元的载重状态。当然，在其它实施例中，位移传感器10还能够安装在侧架的上方等其它位置。
39.在一个实施例中，车辆控制器20还用于与车辆单元的执行机构40通信连接。当载
重状态为满载时，车辆控制器20用于向执行机构40发送总线传来的制动控制指令，并控制执行机构40完全按照该制动控制指令输出制动力。可以理解的是，当载重状态为满载时，车辆控制器20控制执行机构40按照100％制动控制指令输出制动力。如此，确保各车辆单元的制动力与当前的载重状态相匹配，具体为车辆单元在满载状态下输出较大的制动力，这样无论车辆单元处于何种载重状态下，各车辆单元输出的制动力与车辆单元自重和载重之和的比值基本恒定，这样能够减小车辆单元之间的纵向冲动，提高制动的安全性。
40.在一个实施例中，车辆控制器20还用于与车辆单元的执行机构40通信连接。当载重状态为部分装载或空载时，车辆控制器20用于根据载重状态对总线传来的制动控制指令进行系数修正，并向执行机构40发送修正后的制动控制指令，且控制执行机构40按照修正后的制动控制指令输出制动力。如此，确保各车辆单元的制动力与当前的载重状态相匹配，具体为车辆单元在部分装载或空载状态下输出较小的制动力，这样无论车辆单元处于何种载重状态下，各车辆单元输出的制动力与车辆单元自重和载重之和的比值基本恒定，这样能够减小车辆单元之间的纵向冲动，提高制动的安全性。
41.需要说明的是，可根据实际工况建立数学模型，对总线传来的制动控制指令进行系数修正，在此不做具体限定，只要能够保证各车辆单元输出的制动力与对应车辆单元自重和载重之和的比值基本恒定即可。具体地，当车辆单元处于满载和部分装载状态时，各车辆单元输出的制动力与对应车辆单元自重和载重之和的比值基本恒定。当车辆单元处于空载状态时，各车辆单元输出的制动力与车辆单元自重的比值基本恒定。
42.在一个实施例中，用于电制动系统的空重车调整装置还包括滤波器30，所述滤波器30用于过滤所述车辆单元在装载和运行过程中的振动干扰信号，以使所述位移传感器10获取所述车辆单元稳态下的挠度参数。可选地，滤波器30为低通滤波器30。在车辆单元装载和运行的过程中，位移传感器10实时检测车辆单元转向架的挠度参数，并通过滤波器30过滤掉车辆单元在运行和装载过程中的振动干扰信号，从而获取车辆单元稳态下的挠度参数。如此，通过滤波信号调整过滤掉车辆单元在装载和行驶过程中的随机振动信号干扰，这样能够提高载重信号的准确性及可靠性，从而有利于提高制动的安全性，降低擦轮风险等。
43.参阅图1和图2，本发明一实施例的用于电制动系统的空重车调整方法，包括如下步骤：
44.s10、测量车辆单元转向架的挠度参数。
45.具体地，采用位移传感器测量车辆单元转向架的挠度参数。
46.s20、根据所述挠度参数与所述车辆单元载重的对应关系，获取所述车辆单元的载重状态。
47.s30、根据所述载重状态，获取与所述载重状态相匹配的制动力。
48.如此，通过位移传感器10与车辆控制器20的配合，确保各车辆单元的制动力与当前的载重状态相匹配，具体为车辆单元在满载时输出较大的制动力，车辆单元在空载时输出较小的制动力，这样无论车辆单元处于何种载重状态下，各车辆单元输出的制动力与车辆单元自重和载重之和的比值基本恒定，这样能够减小车辆单元之间的纵向冲动，提高制动的安全性。
49.进一步地，步骤s30中，具体包括如下步骤：
50.s31、当所述载重状态为满载时，控制所述车辆单元的执行机构40完全按照总线传
来的制动控制指令输出制动力。具体地，车辆控制器20向执行机构40发送总线传来的制动控制指令，并控制执行机构40完全按照该制动控制指令输出制动力。如此，确保各车辆单元的制动力与当前的载重状态相匹配，具体为车辆单元在满载状态下输出较大的制动力，这样无论车辆单元处于何种载重状态下，各车辆单元输出的制动力与车辆单元自重和载重之和的比值基本恒定，这样能够减小车辆单元之间的纵向冲动，提高制动的安全性。
51.进一步地，步骤s30中，具体包括如下步骤：
52.s31’、当载重状态为部分装载或空载时，对总线传来的制动控制指令进行系数修正。
53.需要说明的是，可根据实际情况建立数学模型，对总线传来的制动控制指令进行系数修正，在此不做具体限定，只要能够保证修正后的各车辆单元输出的制动力与对应车辆单元自重和载重之和的比值基本恒定即可。具体地，当车辆单元处于满载和部分装载状态时，各车辆单元输出的制动力与对应车辆单元自重和载重之和的比值基本恒定。当车辆单元处于空载状态时，各车辆单元输出的制动力与对应车辆单元自重的比值基本恒定。
54.s32’、车辆单元的执行机构40按照修正后的制动控制指令输出制动力。
55.如此，确保各车辆单元的制动力与当前的载重状态相匹配，具体为车辆单元在部分装载或空载状态下输出较小的制动力，这样无论车辆单元处于何种载重状态下，各车辆单元输出的制动力与车辆单元自重和载重之和的比值基本恒定，这样能够减小车辆单元之间的纵向冲动，提高制动的安全性。
56.进一步地，步骤s10中，具体包括步骤：
57.s11、过滤掉所述车辆单元在装载和运行过程中的振动干扰信号，获取所述车辆单元在稳态下的挠度参数。如此，通过滤波信号调整过滤掉车辆单元在装载和行驶过程中的随机振动信号干扰，这样能够提高载重信号的准确性及可靠性，从而有利于提高制动的安全性，降低擦轮风险等。
58.具体地，采用滤波器30过滤掉车辆单元在装载和运行过程中的振动干扰信号。可选地，滤波器30为低通滤波器30。
59.本发明一实施例的铁路列车，包括车辆单元、电制动系统及上述任一实施例的用于电制动系统的空重车调整装置。车辆单元设有至少两个，至少两个车辆单元相连接。电制动系统包括总线，总线用于向至少两个车辆单元传送制动控制指令。位移传感器10设有至少两个，至少两个位移传感器10分别设于至少两个车辆单元，并分别用于测量至少两个车辆单元转向架的挠度参数；车辆控制器20根据至少两个车辆单元转向架的挠度参数获取对应车辆单元的载重状态，并根据载重状态对总线传来的制动控制指令进行调整，以使车辆单元输出的制动力与载重状态相匹配。
60.上述的铁路列车，通过位移传感器10测量车辆单元转向架的挠度参数，基于转向架挠度参数与车辆单元载重的对应关系获取车辆单元的载重状态。将车辆单元的载重状态作为制动控制参数，通过制动控制参数对总线传来的制动控制指令进行调整，使得车辆单元输出的制动力与载重状态相匹配。如此，通过位移传感器10与车辆控制器20的配合，确保各车辆单元的制动力与当前的载重状态相匹配，具体为车辆单元在满载时输出较大的制动力，车辆单元在空载时输出较小的制动力，这样无论车辆单元处于何种载重状态下，各车辆单元输出的制动力与车辆单元自重和载重之和的比值基本恒定，这样能够减小车辆单元之
间的纵向冲动，提高制动的安全性。
61.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为用于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
62.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
63.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
64.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
65.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
66.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
67.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。