一种液压制动力控制系统及方法与流程

1.本发明涉及到轨道交通车辆的制动技术领域，尤其涉及一种液压制动力控制系统及方法。


背景技术：

2.低地板有轨电车作为一种国内新兴的城市轨道交通产品，具有节能、环保、高效等特点外，还具有地板面高度低、方便旅客上下车，站停时间短、采光面积大等优点，其载客量、运行稳定性和舒适感均优于公共汽车，作为一种理想的城市公共交通运输系统，在国内发展低地板有轨电车具有重要的意义。但由于低地板有轨电车在调速过程中，尤其在低速段的电液转换过程中，由于液压制动力的迟滞与响应速度问题，列车停车过程中制动缸压力控制的精确平稳，直接影响车辆冲动和乘客舒适度。
3.在采用液压制动方式的制动系统中，制动力的传递路径为：液压泵提供高压油，各种液压控制阀按照ebcu(ebcu是电子制动控制单元的缩写)的控制指令对液压油进行调节，经过调节后的高压油进入基础制动单元产生制动力，但现有技术中的液压制动系统中精度低、相应慢。
4.现有技术中的一种微机控制电机械制动系统(国际公布号：wo/2019/047049)，该系统通过电能直接转化为机械动作来产生摩擦制动力，虽然具备高精度、快响应等优势，但该系统是以电力驱动方式取代了目前轨道车辆制动系统所普遍采用的液压驱动方式，不具备了液压传动的诸多优势，比如无法压力控制非常精确平稳。
5.故如何实现制动缸压力精确平稳控制，使得车辆运行稳定，冲动小，乘客舒适度高是目前现有技术中所要面对的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于实现制动缸压力精确平稳控制，使得车辆运行稳定，冲动小，乘客舒适度高。
7.基于上述目的，本发明提供了一种液压制动力控制系统，该系统包括ebcu、比例电磁阀、电流闭环控制子系统及压力闭环控制子系统，所述ebcu根据制动工况计算出液压制动力目标值、并对所述液压制动力目标值进行冲击限制处理得到冲击限制目标值，所述ebcu先后通过电流闭环控制子系统和压力闭环控制子系统对实际制动压力进行调整，
8.所述电流闭环控制子系统是控制输出所述比例电磁阀的电流输出，所述比例电磁阀的电流输出是通过比较目标电流与运行电流之间的电流差值进行pid调节得到，并给所述压力闭环控制子系统输出制动压力，所述制动压力是根据所述比例电磁阀电流i与制动压力p的线性关系而得到的；
9.所述压力闭环控制子系统是比较制动压力与目标压力的差值：当制动压力与目标压力的差值绝对值大于δp时，进行压力闭环的pid调节；当制动压力与目标压力的差值绝对值小于δp时，输出制动压力；所述δp为预设的压力偏差值。
10.本系统中电流闭环为内层控制，压力闭环为外层控制，两层闭环控制传递的参数是pwm占空比，先控制液压制动系统中比例电磁阀的电流，利用电流闭环的控制方式输出压力，然后根据制动缸目标压力和实际压力的差值，对比例电磁阀的输出pwm占空比进行微调，通过利用内层的电流闭环和外层的压力闭环双层控制方法来实现实际压力与目标压力的逼近，达到制动缸压力精确平稳控制的目的，使得车辆运行稳定，冲动小，乘客舒适度高。
11.与上述液压制动力控制系统相对应的是一种液压制动力控制方法，所述液压制动力控制方法包括电流闭环控制方法和压力闭环控制方法，所述液压制动力控制方法具体包括步骤如下：
12.s1:ebcu根据制动工况计算出液压制动力目标值，并对所述液压制动力目标值进行冲击限制处理得到冲击限制目标值；
13.s2:根据冲击限制目标值调整比例电磁阀电流输出，所述比例电磁阀电流输出的调整是通过电流闭环电路输出相应的pwm占空比作用于所述比例电磁阀上；
14.s3：比较输出电流与目标电流的差值：当输出电流与目标电流的差值绝对值大于δi时,进入步骤s2，继续调整pwm占空比；当输出电流与目标电流的差值绝对值小于δi时，进入步骤s4；其中，所述输出电流为s2中的所述比例电磁阀电流输出，所述目标电流为ebcu输出目标压力所对应的电流，所述δi为预设的电流偏差值；
15.s4:根据电流i与压力p的线性关系、及pwm占空比得到与s3中的输出电流相对应的制动压力；
16.s5:比较制动压力与目标压力的差值：当制动压力与目标压力的差值绝对值大于δp时，调整制动压力，所述制动压力的调整为压力闭环的pid调节；当制动压力与目标压力的差值绝对值小于δp时，输出制动压力；所述δp为预设的压力偏差值；
17.s6:判断所述液压制动力目标值与所述冲击限制目标值是否相等，如果不相等，进入步骤s1；如果相等，进入步骤s7；
18.s7：完成液压制动力双闭环控制。
19.本方法中电流闭环为内层控制，压力闭环为外层控制，两层闭环控制传递的参数是pwm占空比，先控制液压制动系统中比例电磁阀的电流，利用电流闭环的控制方式输出压力，然后根据制动缸目标压力和实际压力的差值，对比例电磁阀的输出pwm占空比进行微调，通过利用内层的电流闭环和外层的压力闭环双层控制方法来实现实际压力与目标压力的逼近，达到制动缸压力精确平稳控制的目的，使得车辆运行稳定，冲动小，乘客舒适度高。
20.本发明所实现的有益效果：
21.本发明提供一种液压制动力控制系统及方法，针对液压制动力迟滞和响应速度慢等现象，液压制动系统的电子制动控制单元ebcu根据系统液压制动控制目标值，利用双闭环控制(内层的电流闭环控制和外层的压力闭环控制)实现实际压力与目标压力的调节，达到制动缸压力精确平稳控制的目的，使得车辆运行稳定，冲动小，乘客舒适度高。
附图说明
22.图1为本发明实施例的原理示意图。
具体实施方式
23.本发明公开一种液压制动力控制方法，所述方法应用于所述液压制动力控制系统，包括ebcu、比例电磁阀、电流闭环控制子系统及压力闭环控制子系统，所述ebcu根据制动工况计算出液压制动力目标值、并对所述液压制动力目标值进行冲击限制处理得到冲击限制目标值，所述ebcu先后通过电流闭环控制子系统和压力闭环控制子系统对实际制动压力进行调整，
24.所述电流闭环控制子系统是控制输出所述比例电磁阀的电流输出，所述比例电磁阀的电流输出是通过比较目标电流与运行电流之间的电流差值进行pid调节得到，并给所述压力闭环控制子系统输出制动压力，所述制动压力是根据所述比例电磁阀电流i与制动压力p的线性关系而得到的；
25.所述压力闭环控制子系统是比较制动压力与目标压力的差值：当制动压力与目标压力的差值绝对值大于δp时，进行压力闭环的pid调节；当制动压力与目标压力的差值绝对值小于δp时，输出制动压力；所述δp为预设的压力偏差值。
26.为了更进一步说明液压制动力控制方法，结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，如图1所示：
27.(1)首先，ebcu根据制动工况计算出液压制动力目标值；
28.(2)ebcu根据制动工况，对液压制动目标值进行冲击限制处理，根据不同工况下的冲击限制曲线，得到每个运行周期的液压制动目标值，
29.其中每个运行周期的液压制动目标值是取冲击限制曲线的值与液压制动力目标值的大值：如果液压制动力目标值大于或等于冲击限制曲线的值，则每个运行周期的液压制动目标值等于液压制动力目标值；如果液压制动力目标值小于冲击限制曲线的值，则每个运行周期的液压制动目标值等于冲击限制曲线的值，冲击限制曲线的值用brk_press_implimit表示，液压制动力目标值用brk_press_target表示。但为了消除系统误差，每个运行周期的液压制动目标值是取brk_press_implimit b1与brk_press_target的大值,b1值是为了消除系统误差的预设设定值；
30.(3)根据比例电磁阀压力p和电流i的线性关系，ebcu输出每个运行周期的液压制动对应的目标电流，然后控制电流闭环电路输出相应的占空比初值作用在比例电磁阀上，同时，电流闭环电路采集比例电磁阀的输出电流，同时比较输出电流与目标电流的差值，对占空比进行电流闭环的pid调节，直至输出电流与目标电流的差值绝对值小于δi，锁定此时的占空比作为比例电磁阀的电流闭环输出，
31.其中比例电磁阀压力p和电流i呈线性关系，具体符合
32.p＝k*i b2,其中k、b2均为常数，均为预先设定值；
33.(4)根据电流闭环占空比输出对应的制动缸压力,并比较制动缸压力和目标压力的差值，对占空比进行压力闭环的pid调节，调整至制动缸压力和目标压力的差值绝对值小于δp，输出最终的比例电磁阀占空比；
34.(5)运行周期完成后，比较冲击限制的输出压力目标值是否等于液压制动力目标值，若不相等，继续完成冲击限制目标值的改变，继续执行(2)、(3)、(4)过程；若相等，即完成液压制动力目标值的控制，返回工况判断程序。
35.最后需要说明的是，上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚
地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本技术所附权利要求所限定的范围。