一种基于无线通信的轨道车辆制动电控制系统及方法与流程

本发明涉及轨道车辆制动领域，特别涉及一种基于无线通信的轨道车辆制动电控制系统及方法。

背景技术：

1、随着无线电空控制系统(ecp)的运用，轨道车辆的制动可以通过电控实现，但目前的控制系统都不太完善，无法实现无线通信、指令转换、数据处理及存储、电源管理等功能，因此，亟需一种基于无线通信的轨道车辆制动电控制系统，能够对轨道车辆制动装置进行电控制。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，提供了一种基于无线通信的轨道车辆制动电控制系统及方法，能够实现无线通信、指令转换、数据处理及存储、电源管理等功能。

2、本发明采用的技术方案如下：一种基于无线通信的轨道车辆制动电控制系统，应用在轨道车辆中，包括：

3、电源隔离模块，对外连接电源，并将完成电源电压的稳压隔离，转换成系统所需的电压，为车载电池供电；

4、充电管理模块与车载电池，通过充电管理模块完成对车载电池的管理，车载电池用于为轨道车辆制动电控制系统供电；

5、模拟信号调理模块，用于对制动缸压力传感器的电流信号转换为电压信号；

6、ad转换模块，用于对制动缸压力传感器转换后的电压信号进行数据采集，将采集的模拟信号转换为数字信号；

7、控制处理模块，用于接收轨道车辆的控制命令结合获取的数字信号完成对整个系统的协调控制，以及将获取的数字信号发送给轨道车辆；

8、电磁阀控制模块，用于响应控制处理模块的制动与缓解命令，控制电磁阀，完成制动与缓解的过程；

9、无线通信模块，与控制处理模块进行串口通信，同时接收轨道车辆发送的控制命令以及将采集的状态信息反馈给轨道车辆；

10、制动缸压力传感器，用于制动缸压力的监测。

11、进一步的，还包括数据存储模块与数据读取模块，数据存储模块用于存储制动与缓解过程的产生的数据以及制动缸压力传感器采集的数据；数据读取模块提供对外接口，用于外部读取数据存储模块中的数据。

12、进一步的，还包括授时模块，用于为制动电控制系统授时。

13、进一步的，所述模拟信号调理模块还包括对制动缸压力传感器采集的电流信号进行i/v转换、滤波放大，从而转换为ad转换模块所需要的电压信号。

14、进一步的，所述电磁阀控制模块内部预置有多个阶段的制动或缓解压力控制方式；在接收到命令时，直接通过预置压力控制制动风缸压力实现制动压力的调节。

15、进一步的，所述控制处理模块根据控制命令，结合ad转换模块获取的数字信号以及气路控制系统完成对制动缸压力的直通式控制。

16、本发明还提出了一种基于上述的基于无线通信的轨道车辆制动电控制系统的控制方法，包括：

17、系统初始化，读取测量参数、ad采样的基础参数，进行制动缸压力传感器自检，获取当前时间、当前电池电量以及电机温度；

18、判断是否进入休眠模式，进入休眠模式时，关闭制动缸压力传感器和充电、供电，采用低功耗的模式进行工作，关闭气缸气压信息采集，同时定时对电机温度和电池电压进行监测；否则进入正常工作模式，系统通过无线通信模块完成数据的接收，并传输到控制处理模块，由控制处理模块解析不同的控制命令进行状态控制，在接收到制动与缓解命令信息后，进行制动与缓解处理，通过控制阶段性的目标值实现电磁阀控制，调节制动和缓解的速度，实现车辆的稳定制动与缓解控制。

19、进一步的，控制处理模块解析控制命令中包括切除状态和接入状态，在切除状态下才能设定系统控制参数，在接入状态下才能进行制动缓解命令的处理。

20、进一步的，具体控制过程如下：

21、步骤1、系统硬件初始化、系统参数初始化；

22、步骤2、检测系统运行状态，若未运行，判断电源电压是否满足休眠条件，若满足进入步骤3，若不满足则，进入步骤4；若已运行，则进入步骤5；

23、步骤3、关闭制动缸压力传感器供电、关闭无线通信模块电源、置位休眠位，进入步骤5；

24、步骤4、初始化ad采样参数，开始采样；

25、步骤5、睡眠状态判断，若未处于睡眠状态，判断是否接收到控制命令，若有则进行窗口命令分析，进入步骤6，否则直接进入步骤6；

26、步骤6、进行制动缸压力传感器故障检测和继电器故障检测，检测通过就进入步骤7；

27、步骤7、判断是否接收到制动命令，若接收到，则根据命令完成制动，否则进入步骤8；

28、步骤8、判断是否接收到缓解命令，若接收到，则根据命令完成缓解，否则进入步骤2。

29、进一步的，所述步骤7、步骤8中，在接收到制动命令或缓解命令时，先进行阶段判断，而后在进行不同阶段的制动或缓解。

30、与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：

31、(1)创新的采用了直通式控制制动缸压力进行制动和缓解的方式，解决了制动与缓解环节误差较大的问题，有效的将控制误差降低至3kpa范围内。

32、(2)创新的采用无线通信模块设计，可以准确的接收、处理上位端发送的控制命令，有效的避免特殊情况下接收命令信息不完整的问题。

33、(3)创新的采用可调节的多级制动与缓解，能够有效的阶段性调节制动/缓解速度，达到精确控制的效果。

34、(4)采用了过程数据存储，使系统具备“黑匣子”功能。

技术特征：

1.一种基于无线通信的轨道车辆制动电控制系统，其特征在于，应用在轨道车辆中，包括：

2.根据权利要求1所述的基于无线通信的轨道车辆制动电控制系统，其特征在于，还包括数据存储模块与数据读取模块，数据存储模块用于存储制动与缓解过程的产生的数据以及制动缸压力传感器采集的数据；数据读取模块提供对外接口，用于外部读取数据存储模块中的数据。

3.根据权利要求2所述的基于无线通信的轨道车辆制动电控制系统，其特征在于，根据权利要求1所述的基于无线通信的轨道车辆制动电控制系统，其特征在于，还包括授时模块，用于为制动电控制系统授时。

4.根据权利要求1所述的基于无线通信的轨道车辆制动电控制系统，其特征在于，所述模拟信号调理模块还包括对制动缸压力传感器采集的电流信号进行i/v转换、滤波放大，从而转换为ad转换模块所需要的电压信号。

5.根据权利要求1所述的基于无线通信的轨道车辆制动电控制系统，其特征在于，所述电磁阀控制模块内部预置有多个阶段的制动或缓解压力控制方式；在接收到命令时，直接通过预置压力控制制动风缸压力实现制动压力的调节。

6.根据权利要求5所述的基于无线通信的轨道车辆制动电控制系统，其特征在于，控制处理模块根据控制命令，结合ad转换模块获取的数字信号以及气路控制系统完成对制动缸压力的直通式控制。

7.一种基于权利要求1-6任一项所述的基于无线通信的轨道车辆制动电控制系统的轨道车辆制动电控制方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的轨道车辆制动电控制方法，其特征在于，控制处理模块解析控制命令中包括切除状态和接入状态，在切除状态下才能设定系统控制参数，在接入状态下才能进行制动缓解命令的处理。

9.根据权利要求7或8所述的轨道车辆制动电控制方法，其特征在于，具体控制过程如下：

10.根据权利要求9所述的轨道车辆制动电控制方法，其特征在于，所述步骤7、步骤8中，在接收到制动命令或缓解命令时，先进行阶段判断，而后在进行不同阶段的制动或缓解。

技术总结
本发明提供了一种基于无线通信的轨道车辆制动电控制系统，应用在轨道车辆中，包括：电源隔离模块、充电管理模块与车载电池、模拟信号调理模块、AD转换模块、控制处理模块、电磁阀控制模块、无线通信模块、以及制动缸压力传感器。本发明通过无线通信模块进行控制命令的接受和反馈，具有良好的通信能力，同时也保证了通信的准确性和稳定性；通过预控压力直接控制制动风缸压力实现制动压力的调节，不进行额外的附加控制，控制更加精确和稳定，同时具备制动和缓解的多级调节，可快速实现制动与缓解过程；采用高精度数字转换AD转换模块与气路控制系统，可实现1KPa的压力控制精度。

技术研发人员：吴吉恒,杨建平,蒋勇,韩金刚,肖维远,申燕飞,赵佳敏,钟星宇,陈太,石宏原,谢磊
受保护的技术使用者：眉山中车制动科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15