CN116729335B - 车辆制动控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种车辆制动控制系统及控制方法，车辆制动控制系统包括第一压力限制阀，所述第一压力限制阀连接在总风缸和制动装置之间，所述第一压力限制阀包括有第一负载接口，所述第一压力限制阀用于根据所述第一负载接口处的空气压力动态调节输出的紧急制动力；负载调节组件，连接至所述第一负载接口，所述负载调节组件配置为：在所述车辆制动控制系统切换至紧急制动态时，跟随接收的车辆速度信号连续调整输出至所述第一负载接口的空气压力。本发明可以跟随车辆速度无级调整紧急制动力，在不同车辆速度下利用车辆粘着输出最大制动力，减少制动距离。

Description

车辆制动控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及车辆制动技术领域，尤其涉及一种车辆制动控制系统及控制方法。

背景技术

在现代轨道车辆中，设置制动装置，通过制动装置的动作提供常用制动、停放制动和紧急制动。在轨道车辆行驶过程中，制动控制可以对车辆速度进行调整；针对高速铁路动车组的安全性，作为列车制动系统的最后安全保障为施加纯空气的紧急制动。由于高速列车在高速阶段的粘着限制，目前高速列车纯空气紧急制动根据其运行速度多采用两级紧急制动，即在车辆高速运行下将紧急制动分成两级，分别对应不同的列车速度，在两级制动切换时制动力具有跃阶式输出，紧急制动力变换容易出现危险情况。而且该方法虽然能够满足列车正常情况下的运营要求，但是当对高速列车制动距离有更高要求时无法尽可能最高利用粘着水平来实现最大效率的紧急制动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆制动控制系统，以解决现有技术中轨道车辆采用的紧急制动的方式无法响应于车辆当前状态调整制动力输出。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种车辆制动控制系统，所述车辆制动控制系统包括：第一压力限制阀，所述第一压力限制阀连接在总风缸和制动装置之间，所述第一压力限制阀包括有第一负载接口，所述第一压力限制阀用于根据所述第一负载接口处的空气压力动态调节输出的紧急制动力；负载调节组件，连接至所述第一负载接口，所述负载调节组件配置为：在所述车辆制动控制系统切换至紧急制动态时，跟随接收的车辆速度信号连续调整输出至所述第一负载接口的空气压力。

作为本发明的进一步改进，所述车辆制动控制系统还包括：所述负载调节组件还配置为：在车辆速度值下降至预设速度值时，控制输出至所述第一负载接口处的空气压力保持动态稳定

作为本发明的进一步改进，所述车辆制动控制系统还包括：所述负载调节组件还配置为：在所述车辆制动控制系统切换至紧急制动态时，通过排风持续降低输出至所述第一负载接口处的空气压力，所述第一负载接口处的空气压力与所述第一压力限制阀输出的紧急制动力呈负相关。

作为本发明的进一步改进，所述车辆制动控制系统还包括：所述负载调节组件包括第一电磁阀和第一排气电磁阀，所述第一电磁阀和第一排气电磁阀串联设置，所述第一电磁阀的输入端连接至总风缸，所述第一负载接口连接至所述第一电磁阀和所述第一排气电磁阀之间；所述第一排气电磁阀配置为：在所述车辆制动控制系统切换至紧急制动态时，通过所述第一排气电磁阀向外界排风调整输出至所述第一负载接口的总风缸空气压力。

作为本发明的进一步改进，所述车辆制动控制系统还包括：所述负载调节组件包括第一电磁阀和第二排气电磁阀，所述第一电磁阀的输入端连接至总风缸，所述第一电磁阀的输出端连接所述第二排气电磁阀的第一输入端，所述第二排气电磁阀的第一输出端连接至所述第一负载接口；所述第二排气电磁阀的第二输入端连接至总风缸，所述第二排气电磁阀的第二输出端与外界连通；所述第二排气电磁阀配置为：在所述车辆制动控制系统切换至紧急制动态时，所述第二输入端与所述第一输出端导通，输出总风缸空气压力至所述第一负载接口并且导通所述第二输出端与所述第一输出端，通过所述第一输出端向外界排风调整输出至所述第一负载接口的总风缸空气压力。

作为本发明的进一步改进，所述车辆制动控制系统还包括：所述车辆制动控制系统还包括稳压组件，所述稳压组件的输入端连接总风缸，所述稳压组件的输出端连接至所述第一负载接口；在车辆速度值下降至预设速度值时，所述车辆制动控制系统控制截断所述负载调节组件并控制所述稳压组件调节总风缸的空气压力并输出至所述第一负载接口。

作为本发明的进一步改进，所述车辆制动控制系统还包括：所述车辆制动控制系统还包括双向止回阀，所述稳压组件连接所述双向止回阀的第一输入端，所述负载调节组件连接所述双向止回阀的第二输入端。

作为本发明的进一步改进，所述车辆制动控制系统还包括：所述稳压组件包括第二压力限制阀和第一开关电磁阀，所述第二压力限制阀连接在所述总风缸和所述第一开关电磁阀之间，所述第一开关电磁阀的输出端通过双向止回阀连接至所述第一负载接口。

作为本发明的进一步改进，所述车辆制动控制系统还包括：所述车辆制动控制系统还包括制动控制单元，所述制动控制单元连接在总风缸和第一压力限制阀之间；所述制动控制单元配置为：接收并根据制动力控制信号调节输出至所述第一压力限制阀的空气压力。

作为本发明的进一步改进，所述车辆制动控制系统还包括：所述车辆制动控制系统还包括第三压力限制阀，所述第三压力限制阀连接在所述制动控制单元和所述第一压力限制阀之间；所述第三压力限制阀配置为：通过所述第三压力限制阀的第三负载接口接收车辆负载压力并调整对所述第一压力限制阀的空气压力。

作为本发明的进一步改进，所述车辆制动控制系统还包括：所述制动控制单元包括第二电磁阀和第三排气电磁阀，所述第二电磁阀和所述第三排气电磁阀串联设置，所述第二电磁阀的输入端连接至总风缸，所述第三压力限制阀的输入端连接至所述第二电磁阀和所述第三排气电磁阀之间。

作为本发明的进一步改进，所述车辆制动控制系统还包括：所述制动控制单元还包括第四排气电磁阀，所述第四排气电磁阀的第一输入端连接所述第二电磁阀和所述第三排气电磁阀之间，所述第二排气电磁阀的第二输入端连接至总风缸，所述第二排气电磁阀的第一输出端连接至所述第三压力限制阀的输入端，所述第二排气电磁阀的第二输出端连接至总风缸。

作为本发明的进一步改进，所述车辆制动控制系统还包括：所述第一压力限制阀通过中继阀连接制动装置，所述中继阀和所述第一压力限制阀之间连接有第二开关电磁阀；所述中继阀的第一输入端连接所述总风缸，所述中继阀的输出端连接至所述制动装置，所述中继阀的第二输入端连接所述第二开关电磁阀；所述中继阀配置为：根据来自所述中继阀第二输入端的第二压缩空气，控制来自所述中继阀第一输入端的第一压缩空气成比例地输出至所述制动装置。

本发明二实施方式还提供一种车辆制动控制方法，所述车辆制动控制方法包括：接收第一控制信号，所述第一控制信号用于指示车辆制动控制系统是否切换至紧急制动态；当接收到紧急制动指令时，获取并根据车辆速度信号，确定负载压力调整策略；根据所述负载压力调整策略，连续调整输出至第一负载接口的空气压力，以动态调节所述车辆制动控制系统输出的紧急制动力。

作为本发明的进一步改进，所述车辆制动控制方法还包括：所述第一负载接口的空气压力与所述紧急制动力呈负相关，所述紧急制动力用于降低车辆速度值；所述“根据所述负载压力调整策略，连续调整输出至第一负载接口的空气压力”具体包括：通过排风持续降低输出至所述第一负载接口处的空气压力；当车辆速度值下降至预设速度值时，控制输出至所述第一负载接口的空气压力保持动态稳定，以使所述紧急制动力稳定输出。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：设置第一压力限制阀，第一压力限制阀可以根据自身性能，控制输出的紧急制动力跟随当前车辆速度的变化而变化，以达到根据当前速度所产生的粘着力最大限度地输出紧急制动力，以防止在当前速度下输出过高紧急制动力而发生滑行问题，提高车辆制动效果，并减少制动距离，提升制动安全性。

附图说明

图1是本发明一实施方式中车辆制动控制系统的气路结构图。

图2是本发明一实施方式中轨道车辆粘着系数与车辆速度的函数关系图。

图3是本发明一实施方式中第一压力限制阀的性能曲线图。

图4是本发明一实施方式中车辆粘着系数下的最大紧急制动力函数关系图。

图5是本发明第一实施方式中车辆制动控制系统的气路结构图。

图6是本发明第二实施方式中车辆制动控制系统的气路结构图。

图7是本发明第三实施方式中车辆制动控制系统的气路结构图。

图8是本发明第四实施方式中车辆制动控制系统的气路结构图。

图9是本发明一实施方式中车辆制动控制方法的流程图。

图10是本发明车辆制动控制方法中第一实施例的部分流程图。

图11是本发明车辆制动控制方法中第二实施例的部分流程图。

图12是本发明车辆制动控制方法中第三实施例的部分流程图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

参照图1所示，本发明的一实施方式中，提供了一种车辆制动控制系统，该车辆制动控制系统用于轨道车辆制动，特别地，可应用于轨道车辆紧急制动的场景。

车辆制动控制系统包括第一压力限制阀1和负载调节组件2；负载调节组件2可以在紧急制动时控制紧急制动力沿着轨道车辆的粘着曲线线性输出。具体的，第一压力限制阀1连接在总风缸3和制动装置8之间，所述第一压力限制阀1包括有第一负载接口，所述第一压力限制阀1用于根据所述第一负载接口处的空气压力动态调节输出的紧急制动力；负载调节组件2连接至所述第一负载接口，所述负载调节组件2配置为：在所述车辆制动控制系统切换至紧急制动态时，跟随接收的车辆速度信号连续调整输出至所述第一负载接口的空气压力。

如此，本发明的车辆制动控制系统可以根据第一压力限制阀1自身性能，通过控制其第一负载接口的空气压力使得车辆制动控制系统能够跟随当前车辆速度并利用速度所产生的粘着力最大限度地输出紧急制动力，以防止在当前速度下输出过高紧急制动力而发生滑行问题，提高车辆制动效果，并减少制动距离，提升制动安全性。

第一压力限制阀1用于根据其第一负载接口处的空气压力值将输入的空气压力沿着自身的性能曲线输出特定的紧急制动力，使得将输入的空气压力限制在一定的强度内并作为紧急制动力输出。

负载调节组件2用于给第一压力限制阀1的第一负载接口提供连续可变的空气压力，通过负载调节组件2的调节控制第一压力限制阀1输入端的空气压力限制在一定的强度并作为紧急制动力输出；第一压力限制阀1的性能配置为第一负载接口处的空气压力与输出的紧急制动力的关系相同于车辆运行速度与粘着力的关系。

其中，“跟随”可以解释为：随着车辆减速，上位机实时监测车辆速度，并基于车辆速度的降低而控制负载调节组件2持续排风，使得负载调节组件2通过排风持续降低输出的空气压力。

其中，“连续调整”可以解释为：随着车辆的减速，负载调节组件2输出的空气压力持续降低，根据第一压力限制阀1的性能曲线，输出的紧急制动力连续升高以调整至适合当前速度的紧急制动力。

需要说明的是，参照如图2所示，为轨道车辆粘着系数与车辆速度的关系曲线图；其中，横坐标为速度值，纵坐标为车辆粘着系数。

关系曲线包括恒定阶段和线性阶段，在恒定阶段，速度变化而粘着系数保持不变；在线性阶段，车辆速度越快，车辆粘着系数越低。

参照如图3所示，为根据轨道车辆粘着系数与车辆速度的关系曲线而设定的第一压力限制阀1的性能曲线图；其中，横坐标为第一负载接口处的空气压力值，纵坐标为输出的紧急制动力的压力值。

性能曲线中包括恒定阶段和线性阶段，在恒定阶段，第一负载接口处的空气压力值而输出的紧急制动力不变，在线性阶段，第一负载接口处的空气压力值越大，第一压力限制阀1输出的紧急制动力越小。

每一车辆粘着系数对应一标准最大紧急制动力，当紧急制动力超出该车辆当前速度下粘着系数所对应的标准最大紧急制动力时，车辆容易发生滑行，造成运行危险的情况，且发生滑行后制动距离增大，制动效率降低。

总风缸3的空气压力输入第一压力限制阀1，参考图3的性能曲线，第一压力限制阀1根据其第一负载接口处的空气压力值对应输出相应的紧急制动力至制动装置8，通过制动装置8对轨道车辆实现紧急制动。如此，车辆制动控制系统在紧急制动态时，可以利用第一压力限制阀1自身的性能，通过控制负载调节组件2输出的空气压力而控制第一压力限制阀1输出的紧急制动力被限制在当前车辆速度下的标准最大制动力，所述标准最大制动力受为在利用车辆粘着力制动的情况下所最大程度输出的制动力，使得控制车辆制动距离最短。从而，一方面可以避免紧急制动力过大产生的车辆滑行，另一方面可以保证车辆紧急制动时制动距离最短从而提供了更为可靠的制动以及保证了车辆运行的安全。

参照图5所示，在本发明的第一实施方式中，所述负载调节组件2还配置为：在所述车辆制动控制系统切换至紧急制动态时，通过排风持续降低输出至所述第一负载接口处的空气压力，所述第一负载接口处的空气压力与所述第一压力限制阀1输出的紧急制动力呈负相关。

具体的，第一负载接口处的空气压力与所述第一压力限制阀1输出的紧急制动力呈负相关表征为：在如图3所示的线性阶段，第一压力限制阀1的第一负载接口处的空气压力越大，第一压力限制阀1输出的紧急制动力越小。当车辆制动控制系统的上位机接收到紧急制动指令时，控制负载调节组件2工作运行并获取当前车辆速度值，根据车辆速度值确定负载压力调整策略并根据负载压力调整策略调整输出至第一负载接口的空气压力从而间接调整紧急制动力。

需要说明的是，车辆粘着系数下的最大紧急制动力关系如图4所示，负载压力调整策略为：上位机接收到紧急制动指令后，将车辆制动控制系统切换为紧急制动态，上位机获取车辆当前速度值，基于如图2所示的函数关系确定车辆的粘着系数，并根据系统内部预设的如图4所示的函数关系确定当前速度的最大紧急制动力，再基于如图3所示的函数关系确定第一压力限制阀1的第一负载接口处的空气压力值。并且控制负载调节组件2排风将输出的空气压力调节至目标值；根据上述策略，上位机动态获取车辆速度值并控制负载调节组件2排风使得在车辆速度持续下降过程中第一压力限制阀1输出的紧急制动力趋近于如图4所示函数关系中的最大紧急制动力。

具体的，车辆控制系统的上位机获取车辆速度值，上位机根据车辆速度值获取预设的如图2所示对应的粘着系数，再根据如图4所示粘着系数与最大制动力的关系图获取当前速度下粘着力对应的最大制动力，基于粘着系数下的最大紧急制动力可以反向获知第一压力限制阀1的第一负载接口处的空气压力。

基于此，可以通过控制负载调节组件2的排风降低第一负载接口处的空气压力，控制输出的总风缸3空气压力降低至基于上述策略计算得的压力值，从而控制第一压力限制阀1的输出紧急制动力接近于该速度的粘着系数下的最大紧急制动力；并且，随着速度的下降，控制负载调节组件2持续排风，第一负载接口处的空气压力跟随策略下降，使得输出的紧急制动力始终跟随当前车辆速度的粘着系数下的最大紧急制动力。

如此，在紧急制动时，可以始终保持紧急制动力趋近于粘着系数曲线，保证车辆制动时始终控制在粘着系数下最大制动输出，保证安全的同时控制制动距离最短，同时可以跟随曲线无级调节紧急制动力，解决了二级制动时的跃阶问题。

进一步的，所述负载调节组件2包括第一电磁阀21和第一排气电磁阀22，所述第一电磁阀21和第一排气电磁阀22串联设置，所述第一电磁阀21的输入端连接至总风缸3，所述第一负载接口连接至所述第一电磁阀21和所述第一排气电磁阀22之间。

所述第一排气电磁阀22配置为：在所述车辆制动控制系统切换至紧急制动态时，通过所述第一排气电磁阀22向外界排风调整输出至所述第一负载接口的总风缸3空气压力。

具体的，当切换至紧急制动态时，第一电磁阀21导通，总风缸3的压缩空气通过第一电磁阀21输出至第一压力限制阀1的第一负载接口处，第一负载接口处的空气压力与总风缸3空气压力相关，同时，导通第一排气电磁阀22，根据上述负载压力调整策略控制第一排气电磁阀22对经过第一电磁阀21的总风缸3压缩空气进行排风，经过排风后第一压力限制阀1的第一负载接口处的空气压力沿着图3中的性能曲线持续降低，间接控制紧急制动力也同样沿着车辆速度值对应粘着系数下的最大紧急制动力的变化曲线输出至制动装置8。如此，可以控制第一压力限制阀1输出的紧急制动力持续并连续上升，通过控制第一排气电磁阀22的排风间接控制紧急制动力稳定输出，从而能够保证系统的稳定性。

负载调节组件2还配置为：在车辆速度值下降至预设速度值时，控制输出至所述第一负载接口处的空气压力保持动态稳定。

如此，当在车辆速度值下降至预设速度值时，车辆速度下降至如图2中所示的恒定阶段，可见，速度继续降低，车辆粘着系数不变；车辆制动控制系统的上位机控制负载调节组件2输出至第一负载接口处的空气压力保持在如图3中的恒定阶段，使得第一压力限制阀1输出的紧急制动力不变，可以控制车辆在设定速度下持续最大紧急制动力输出，以实现车辆可以在最短距离内制动停。综合上述负载调节组件2的配置功能，可以实现车辆在紧急制动下完全沿着车辆粘着曲线而制动，控制制动距离最短、安全性能大大提升。

需要说明的是，预设的速度值为如图2中粘着曲线内拐点时的车辆速度值；所述拐点解释为：当车辆速度降低到拐点以下时，车辆的粘着系数不变，因此，输出的紧急制动力可以保持不变；当车辆速度在拐点以上时，车辆的粘着系数可以随着车辆速度的下降而升高，因此，输出的紧急制动力随着速度的降低而增大。

具体的，在车辆速度值下降至预设速度值时，可以控制第一电磁阀21和第一排气电磁阀22关断，使得第一压力限制阀1的第一负载接口处的空气压力保持不变从而控制紧急制动力稳定输出；也可以第一排气电磁阀22导通给第一压力限制阀1的第一负载接口处的空气压力持续排风降压，依旧可以保持第一压力限制阀1输出的紧急制动力保持不变；也可以导通第一电磁阀21和第一排气电磁阀22，使得第一电磁阀21的供风以及第一排气电磁阀22的排风抱持动态平衡，亦或者控制第一排气电磁阀22的排风大于第一电磁阀21的供风，均可以使得第一压力限制阀1输出的紧急制动力保持不变。

参照图6所示，在本发明的第二实施方式中，负载调节组件2包括第一电磁阀21和第二排气电磁阀23，所述第一电磁阀21的输入端连接至总风缸3，所述第一电磁阀的输出端连接所述第二排气电磁阀23的第一输入端A2，所述第二排气电磁阀23的第一输出端A3连接至所述第一负载接口；所述第二排气电磁阀23的第二输入端A4连接至总风缸3，所述第二排气电磁阀23的第二输出端A1与外界连通。

所述第二排气电磁阀23配置为：在所述车辆制动控制系统切换至紧急制动态时，所述第二输入端A4与所述第一输出端A3导通，输出总风缸3空气压力至所述第一负载接口并且导通所述第二输出端A1与所述第一输出端A3，通过所述第一输出端A3向外界排风调整输出至所述第一负载接口的总风缸3空气压力。

需要说明的是，在车辆正常行驶过程中，第二排气电磁阀23和第一电磁阀21得电，总风缸3空气压力通过第一电磁阀21和第一输入端A2以及第一输出端A3输出至所述第一负载接口，以保证第一负载接口处始终保持有负载压力，使得第一压力限制阀1保持工作状态；切换至紧急制动态时，控制第二排气电磁阀23失电，第二排气电磁阀23内部第二输入端A4与所述第一输出端A3导通，总风缸3空气压力通过第二排气电磁阀23的第二输入端A4和第一输出端A3直接输出至第一负载接口，以使得快速响应紧急制动。如此，在车辆稳定运行时可以保证紧急制动的快速介入并且紧急制动反应更快，系统安全性能高。

在车辆速度值下降至预设速度值时，可以控制第一电磁阀21关断并且保持第二排气电磁阀23得电，则总风缸3的空气压力截断于第一电磁阀21，保持第一压力限制阀1的第一负载接口处的空气压力不变，控制第一压力限制阀1输出的紧急制动力不变；也可以控制第二排气电磁阀23断电，所述第二输出端A1持续排风使得第二排气电磁阀23进风和排风始终动态平衡，从而控制第一压力限制阀1输出的紧急制动力不变。

参照图6所示，在本发明的第三实施方式中，结合第一实施方式和第二实施方式，负载调节组件2包括第一电磁阀21、第一排气电磁阀22和第二排气电磁阀23，所述第一电磁阀21和第一排气电磁阀22串联设置，第二排气电磁阀23的第一输入端A2连接至第一电磁阀21和第一排气电磁阀22之间。

控制方法如上述第一实施方式和第二实施方式；在本实施方式中，第二排气电磁阀23可作为第一排气电磁阀22的备用排风装置；在所述车辆制动控制系统切换至紧急制动态时，也可以采用第一排气电磁阀22和第二排气电磁阀23同时排风，以最快速度将紧急制动力降低提高至当前速度的粘着系数下的最大紧急制动力。如此，可以响应于紧急制动命令快速达到调节目标，保证车辆紧急制动距离最短，安全性更高。

参照图7所示，在本发明一实施例的第四实施方式中，为保证车辆制动控制系统的可靠性和稳定性，车辆制动控制系统还包括稳压组件4，所述稳压组件4的输入端连接总风缸3，所述稳压组件4的输出端连接至所述第一负载接口。

具体的，在车辆速度值下降至预设速度值时，所述车辆制动控制系统控制截断所述负载调节组件2并控制所述稳压组件4调节总风缸3的空气压力并输出至所述第一负载接口。如此，通过设置稳压组件4，可以在车辆速度值下降至预设速度值时，替换负载调节组件2的执行，保证第一压力限制阀1的第一负载接口压力恒定。

所述车辆制动控制系统还包括双向止回阀5，所述稳压组件4连接所述双向止回阀5的第一输入端，所述负载调节组件2连接所述双向止回阀5的第二输入端。通过双向止回阀5可以比较负载调节组件2输出的空气压力和稳压组件4输出的压力。

当车辆速度处于预设速度值以上时，负载调节组件2输出的空气压力大于稳压组件4输出的压力，保持双向止回阀5向负载调节组件2侧导通，由负载调节组件2控制第一压力限制阀1的第一负载接口处的空气压力从而间接控制紧急制动力的动态输出；当车辆速度处于预设速度值以下时，负载调节组件2输出的空气压力小于稳压组件4输出的压力，保持双向止回阀5向稳压组件4侧导通，稳压组件4输出稳定压力控制紧急制动力输出不变。

如此，设置稳压组件4，可以保证在车辆速度下降至预设速度值时，切换稳压组件4介入控制第一压力限制阀1的稳定输出，保证系统的稳定控制，提高可靠性。

进一步的，所述稳压组件4包括第二压力限制阀41和第一开关电磁阀42，所述第二压力限制阀41连接在所述总风缸3和所述第一开关电磁阀42之间，所述第一开关电磁阀42的输出端通过双向止回阀5连接至所述第一负载接口。当车辆速度下降至预设速度值时，导通第一开关电磁阀42，总风缸3空气压力通过第一开关电磁阀42输入第二压力限制阀41，第二压力限制阀41的第二负载接口可以输入固定压力值（例如，可以设置为2.5bar压力），则第二压力限制阀41输出第一压力限制阀1的第一负载接口的压力固定，第一压力限制阀1输出的紧急制动力保持稳定。

参照图8所示，本发明的一种实施方式中，所述车辆制动控制系统还包括制动控制单元6，所述制动控制单元6连接在总风缸3和第一压力限制阀1之间。

所述制动控制单元6配置为：接收并根据制动力控制信号调节输出至所述第一压力限制阀1的空气压力。

在常用制动时，可以调节总风缸3输出的空气压力，根据制动力控制信号，输出车辆运行时所需的常用制动压力至第一压力限制阀1。如此，可以根据需要调节制动压力，避免在常用制动时总风缸3的压力直接输出而产生制动力过大的问题。

所述车辆制动控制系统还包括第三压力限制阀7，所述第三压力限制阀7连接在所述制动控制单元6和所述第一压力限制阀1之间。

所述第三压力限制阀7配置为：通过所述第三压力限制阀7的第三负载接口接收车辆负载压力并调整对所述第一压力限制阀1的空气压力。

需要说明的是，第三压力限制阀7所配置的性能与第一压力限制阀1的性能不同，表现为：当第三压力限制阀7的第三负载接口处的空气压力处于预设压力值以下时，第三压力限制阀7输出的制动力保持不变；当第三压力限制阀7的第三负载接口处的空气压力处于预设压力值以上时，第三压力限制阀7输出的制动力随着第三负载接口处的空气压力的增大而增大。

如此，通过第三压力限制阀7的第三负载接口接收车辆负载压力接收车辆承重压力，即车辆上的人越多输出至第三负载接口的压力越大，根据第三负载接口处压力的变化，第三压力限制阀7输出的制动力变化，即当车辆上承重越大时，所需要的制动力越大。通过第三压力限制阀7的性能，可以保证车辆由于承重增加而更易受惯性影响时，可以输出更大的制动力而减少车辆制动的距离。

在本发明的一种实施方式中，制动控制单元6还包括第二电磁阀61和第三排气电磁阀62，所述第二电磁阀61和所述第三排气电磁阀62串联设置，所述第二电磁阀61的输入端连接至总风缸3，所述第三压力限制阀7的输入端连接至所述第二电磁阀61和所述第三排气电磁阀62之间。

第二电磁阀61和第三排气电磁阀62，可以与上文第一实施方式中第一电磁阀21和第一排气电磁阀22具有相同的结构配置。

当接收到制动指令时，第二电磁阀61和第三排气电磁阀62通电导通，总风缸3空气压力经过第二电磁阀61输出至第三压力限制阀7并且在经过第二电磁阀61时由第三排气电磁阀62空气排风以调整输出至第三压力限制阀7的空气压力。

制动控制单元6还包括第四排气电磁阀63，所述第四排气电磁阀63的第一输入端A2连接所述第二电磁阀61和所述第三排气电磁阀62之间，所述第四排气电磁阀63的第二输入端A4连接至总风缸3，所述第第四排气电磁阀63的第一输出端A3连接至所述第三压力限制阀7的输入端，所述第四排气电磁阀63的第二输出端A1连接至总风缸3。

参考上文第三实施方式，第四排气电磁阀63可以作为本实施方式中第三排气电磁阀62的备用排风电磁阀。

当接收到紧急制动制动时，控制第四排气电磁阀63断电，其导通状态从第一输入端A2连通第一输出端A3的状态切换为第二输入端A4连通第一输出端A3，使得总风缸3的空气压力直接输出至第三压力限制阀7，以使得第三压力限制阀7获得最大输入压力。

第二输出端A1连接至总风缸3用作第二输入端A4的备用接口，当第二输入端A4堵住时，总风缸3空气压力可以从第二输出端A1输出至第一输出端A3，如此，以提高系统的可靠性。

进一步的，所述第一压力限制阀1通过中继阀11连接制动装置8，所述中继阀11和所述第一压力限制阀1之间连接有第二开关电磁阀12。

所述中继阀11的第一输入端连接所述总风缸3，所述中继阀11的输出端连接至所述制动装置8，所述中继阀11的第二输入端连接所述第二开关电磁阀12。

所述中继阀11配置为：根据来自所述中继阀11第二输入端的第二压缩空气，控制来自所述中继阀11第一输入端的第一压缩空气成比例地输出至所述制动装置8。

本实施例中的“成比例”表示：来自所述第一输入端的第一压缩空气与中继阀11的输出的空气成比例，具体为，中继阀11输出的空气与来自所述第一输入端的第一压缩空气形成第一比例值，来自所述第一输入端的第一压缩空气与来自所述第二输入端的第二压缩空气形成第二比例值，第一比例值与第二比例值成比例，优选的，第一比例值与第二比例值相等，即第二压缩空气压力等于中继阀11输出端的压力。

由此，在本实施例中，可以将总风缸3输出的压力调节至与第二压缩空气的压力相同并输出至制动装置8。因此，通过设置中继阀11，使得该气路上从总风缸3成比例输出的紧急制动力更加稳定。

参考图9所示，在本发明另一实施方式中，提供了一种车辆制动控制方法，所述车辆制动控制方法包括：

步骤S1：接收第一控制信号，所述第一控制信号用于指示车辆制动控制系统是否切换至紧急制动态。

步骤S2：当接收到紧急制动指令时，获取并根据车辆速度信号，确定负载压力调整策略。

步骤S3：根据负载压力调整策略，连续调整输出至第一负载接口的空气压力，以动态调节所述车辆制动控制系统输出的紧急制动力。

在步骤S1中，所述第一控制信号可以来自于用户操作，由车辆制动控制系统的上位机接收表征紧急制动命令的第一控制信号，并基于该第一控制信号将车辆制动控制系统切换至紧急制动态以实现车辆制动控制系统输出紧急制动力对车辆进行减速。

在步骤S2中，所述负载压力调整策略具体是：结合图2的轨道车辆粘着系数与车辆速度的函数关系、图3的第一压力限制阀1的输出压力与第一负载接口处空气压力的函数关系以及图4的车辆粘着系数与最大紧急制动力的函数关系；上位机接收到紧急制动指令后，将车辆制动控制系统切换为紧急制动态，上位机获取车辆当前速度值，基于如图2所示的函数关系确定车辆的粘着系数，并根据系统内部预设的如图4所示的函数关系确定当前速度的最大紧急制动力，再基于如图3所示的函数关系确定第一压力限制阀1的第一负载接口处的空气压力值。并且控制负载调节组件2排风将输出的空气压力调节至目标值；根据上述策略，上位机动态获取车辆速度值并控制负载调节组件2排风使得在车辆速度持续下降过程中第一压力限制阀1输出的紧急制动力趋近于如图4所示函数关系中的最大紧急制动力。

如此，车辆制动控制系统通过负载调节组件2的排风降低第一负载接口处的空气压力，控制总风缸3输出的空气压力降低至基于上述策略计算得的压力值，即控制第一压力限制阀1输出的紧急制动力接近于当前速度下的标准最大紧急制动力，并且随着速度的下降，控制负载调节组件2持续排风，第一负载接口处的空气压力跟随策略下降，使得输出的紧急制动力始终跟随当前车辆速度增大。在紧急制动时，可以始终保持紧急制动力趋近于标准最大紧急制动力输出，保证安全的同时控制制动距离最短，同时可以跟随曲线无级调节紧急制动力，解决了二级制动时的跃阶问题；同时利用负载压力调整策略一方面可以避免紧急制动力过大产生的车辆滑行，另一方面可以保证车辆紧急制动时制动距离最短从而提供了更为可靠的制动以及保证了车辆运行的安全。

在本发明的一种实施方式中，所述第一负载接口的空气压力与所述紧急制动力呈负相关，所述紧急制动力用于降低车辆速度值。上述“第一负载接口的空气压力与所述紧急制动力呈负相关”具体是：在如图3所示的图中的线性阶段，第一负载接口的空气压力越小，第一压力限制阀1输出的紧急制动力越大。如此可以实现紧急制动力的无级调节。

参照图10所示，为车辆制动控制方法中的第一实施例，在步骤S3中所述“根据所述负载压力调整策略，连续调整输出至第一负载接口的空气压力”具体包括：

S31：通过排风持续降低输出至所述第一负载接口处的空气压力。

S32：当车辆速度值下降至预设速度值时，控制输出至所述第一负载接口的空气压力保持动态稳定，以使所述紧急制动力稳定输出。

步骤S31中：在所述车辆制动控制系统切换至紧急制动态时，负载调节组件2通过排风降低输出至所述第一负载接口处的空气压力，通过输出至所述第一负载接口处的空气压力的持续降低，第一压力限制阀1输出的紧急制动力持续增大，由此更高效地减缓车辆速度。

步骤S32中：车辆制动控制系统可以通过负载调节组件2控制输出至所述第一负载接口的空气压力保持动态稳定；车辆制动控制系统也可以通过稳压组件4控制输出至所述第一负载接口的空气压力保持动态稳定。

在本发明车辆制动控制方法中的第二实施例中，步骤S32为通过负载调节组件2控制输出至所述第一负载接口的空气压力保持动态稳定，具体是：

步骤S321：当车辆速度值下降至预设速度值时，上位机控制负载调节组件2输出低于预设压力值的空气压力。

步骤S322：第一压力限制阀1的第一负载接口接收来自于负载调节组件2输出的空气压力并输出稳定的紧急制动力。

在步骤S321中，所述预设压力值为如图3所示的恒定阶段与线性阶段交点处的横坐标压力值，当控制负载调节组件2输出的压力值在预设压力值以下时，可以保证输出的紧急制动力保持稳定。如此，控制负载调节组件2输出的压力值保持动态稳定而间接控制紧急制动力的稳定输出，可以实现最大效率的紧急制动。

在本发明车辆制动控制方法中的第三实施例中，步骤S32为通过稳压组件4控制输出至所述第一负载接口的空气压力保持动态稳定，具体是：

步骤S321’：当车辆速度值下降至预设速度值时，对比负载调节组件2输出的空气压力与稳压组件4输出的空气压力。

步骤S322’：若负载调节组件2输出的空气压力小于稳压组件4输出的空气压力，则通过双向止回阀5截断负载调节组件2并导通稳压组件4。

步骤S323’：第一压力限制阀1的第一负载接口接收来自于稳压组件4输出的空气压力并输出稳定的紧急制动力。

在步骤S322’中，稳压组件4中第二压力限制阀41的第二负载接口处输入的压力为恒定压力，负载调节组件2经过持续排风，输出的压力持续降低，通过设置双向止回阀5对比负载调节组件2和稳压组件4输出的压力，选择性导通较大压力，并当负载调节组件2输出的压力较小时控制导通稳压组件4以实现第一压力限制阀1的第一负载接口接收恒定压力而输出稳定的紧急制动力。如此，可以避免第一负载接口接收的压力过小而影响第一压力限制阀1的工作状态。

综上所述，本发明提供了一种车辆制动控制系统和制动方法，在制动控制系统中设置压力限制阀，利用压力限制阀与粘着系数的变化关系而稳定输出线性的紧急制动力，并且设置了负载调节组件2，基于负载压力调整策略控制压力限制阀的负载接口处的空气压力可以跟随车辆速度持续下降从而控制压力限制阀输出的紧急制动力跟随车辆速度持续升高。

如此，输出的紧急制动力可以随着车辆速度的变化而变化，以控制紧急制动力在车辆当前速度下趋近于粘着系数下的最大紧急制动力，一方面可以控制车辆制动距离最短，另一方面也可以控制紧急制动力不会过大而产生滑行的问题。根据压力限制阀的性能曲线，本发明输出的紧急制动力还可以实现无级调节，制动效率高于两级制动，大大提升了安全性和系统的可靠性。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种车辆制动控制系统，其特征在于，包括：

第一压力限制阀（1），所述第一压力限制阀（1）连接在总风缸（3）和制动装置（8）之间，所述第一压力限制阀（1）包括有第一负载接口，所述第一压力限制阀（1）用于根据所述第一负载接口处的空气压力动态调节输出的紧急制动力；

负载调节组件（2），连接至所述第一负载接口，所述负载调节组件（2）配置为：在所述车辆制动控制系统切换至紧急制动态时，跟随接收的车辆速度信号连续调整输出至所述第一负载接口的空气压力;

所述负载调节组件（2）包括第一电磁阀（21）和第二排气电磁阀（23），所述第一电磁阀（21）的输入端连接至总风缸（3），所述第一电磁阀（21）的输出端连接所述第二排气电磁阀（23）的第一输入端（A2），所述第二排气电磁阀（23）的第一输出端（A3）连接至所述第一负载接口；所述第二排气电磁阀（23）的第二输入端（A4）连接至总风缸（3），所述第二排气电磁阀（23）的第二输出端（A1）与外界连通；

所述第二排气电磁阀（23）配置为：在所述车辆制动控制系统切换至紧急制动态时，所述第二输入端（A4）与所述第一输出端（A3）导通，输出总风缸（3）空气压力至所述第一负载接口并且导通所述第二输出端（A1）与所述第一输出端（A3），通过所述第一输出端（A3）向外界排风调整输出至所述第一负载接口的总风缸（3）空气压力。

2.根据权利要求1所述的车辆制动控制系统，其特征在于，所述负载调节组件（2）还配置为：在车辆速度值下降至预设速度值时，控制输出至所述第一负载接口处的空气压力保持动态稳定。

3.根据权利要求1所述的车辆制动控制系统，其特征在于，所述负载调节组件（2）还配置为：在所述车辆制动控制系统切换至紧急制动态时，通过排风持续降低输出至所述第一负载接口处的空气压力，所述第一负载接口处的空气压力与所述第一压力限制阀（1）输出的紧急制动力呈负相关。

4.根据权利要求3所述的车辆制动控制系统，其特征在于，所述负载调节组件（2）包括第一电磁阀（21）和第一排气电磁阀（22），所述第一电磁阀（21）和第一排气电磁阀（22）串联设置，所述第一电磁阀（21）的输入端连接至总风缸（3），所述第一负载接口连接至所述第一电磁阀（21）和所述第一排气电磁阀（22）之间；

所述第一排气电磁阀（22）配置为：在所述车辆制动控制系统切换至紧急制动态时，通过所述第一排气电磁阀（22）向外界排风调整输出至所述第一负载接口的总风缸（3）空气压力。

5.根据权利要求1所述的车辆制动控制系统，其特征在于，所述车辆制动控制系统还包括稳压组件（4），所述稳压组件（4）的输入端连接总风缸（3），所述稳压组件（4）的输出端连接至所述第一负载接口；

在车辆速度值下降至预设速度值时，所述车辆制动控制系统控制截断所述负载调节组件（2）并控制所述稳压组件（4）调节总风缸（3）的空气压力并输出至所述第一负载接口。

6.根据权利要求5所述的车辆制动控制系统，其特征在于，所述车辆制动控制系统还包括双向止回阀（5），所述稳压组件（4）连接所述双向止回阀（5）的第一输入端，所述负载调节组件（2）连接所述双向止回阀（5）的第二输入端。

7.根据权利要求5所述的车辆制动控制系统，其特征在于，所述稳压组件（4）包括第二压力限制阀（41）和第一开关电磁阀（42），所述第二压力限制阀（41）连接在所述总风缸（3）和所述第一开关电磁阀（42）之间，所述第一开关电磁阀（42）的输出端通过双向止回阀（5）连接至所述第一负载接口。

8.根据权利要求1所述的车辆制动控制系统，其特征在于，所述车辆制动控制系统还包括制动控制单元（6），所述制动控制单元（6）连接在总风缸（3）和第一压力限制阀（1）之间；

所述制动控制单元（6）配置为：接收并根据制动力控制信号调节输出至所述第一压力限制阀（1）的空气压力。

9.根据权利要求8所述的车辆制动控制系统，其特征在于，所述车辆制动控制系统还包括第三压力限制阀（7），所述第三压力限制阀（7）连接在所述制动控制单元（6）和所述第一压力限制阀（1）之间；

所述第三压力限制阀（7）配置为：通过所述第三压力限制阀（7）的第三负载接口接收车辆负载压力并调整对所述第一压力限制阀（1）的空气压力。

10.根据权利要求9所述的车辆制动控制系统，其特征在于，所述制动控制单元（6）包括第二电磁阀（61）和第三排气电磁阀（62），所述第二电磁阀（61）和所述第三排气电磁阀（62）串联设置，所述第二电磁阀（61）的输入端连接至总风缸（3），所述第三压力限制阀（7）的输入端连接至所述第二电磁阀（61）和所述第三排气电磁阀（62）之间。

11.根据权利要求10所述的车辆制动控制系统，其特征在于，所述制动控制单元（6）还包括第四排气电磁阀（63），所述第四排气电磁阀（63）的第一输入端（A2）连接所述第二电磁阀（61）和所述第三排气电磁阀（62）之间，所述第四排气电磁阀（63）的第二输入端（A4）连接至总风缸（3），所述第四排气电磁阀（63）的第一输出端（A3）连接至所述第三压力限制阀（7）的输入端，所述第四排气电磁阀（63）的第二输出端（A1）连接至总风缸（3）。

12.根据权利要求1所述的车辆制动控制系统，其特征在于，所述第一压力限制阀（1）通过中继阀（11）连接制动装置（8），所述中继阀（11）和所述第一压力限制阀（1）之间连接有第二开关电磁阀（12）；

所述中继阀（11）的第一输入端连接所述总风缸（3），所述中继阀（11）的输出端连接至所述制动装置（8），所述中继阀（11）的第二输入端连接所述第二开关电磁阀（12）；

所述中继阀（11）配置为：根据来自所述中继阀（11）第二输入端的第二压缩空气，控制来自所述中继阀（11）第一输入端的第一压缩空气成比例地输出至所述制动装置（8）。

13.一种应用于如权利要求1-12任一项所述车辆制动控制系统的车辆制动控制方法，其特征在于，包括：

接收第一控制信号，并确定其中是否包含紧急制动指令；其中所述紧急制动指令指示车辆制动控制系统切换至紧急制动态；

当接收到紧急制动指令时，获取并根据车辆速度信号，确定负载压力调整策略；

根据所述负载压力调整策略，连续调整输出至第一负载接口的空气压力，以动态调节所述车辆制动控制系统输出的紧急制动力。

14.根据权利要求13所述的车辆制动控制方法，其特征在于，所述第一负载接口的空气压力与所述紧急制动力呈负相关，所述紧急制动力用于降低车辆速度值；

所述根据所述负载压力调整策略，连续调整输出至第一负载接口的空气压力还包括：

通过排风持续降低输出至所述第一负载接口处的空气压力；

当车辆速度值下降至预设速度值时，控制输出至所述第一负载接口的空气压力保持动态稳定，以使所述紧急制动力稳定输出。