一种有轨电车液压制动防滑控制系统的制作方法

本发明涉及有轨电车制动防滑控制领域，具体来说，涉及一种有轨电车液压制动防滑控制系统。

背景技术：

1、有轨电车作为一种常用的轨道交通工具，依赖于制动防滑系统来保证行车安全，制动防滑系统是有轨电车的一个重要子系统，它通过耗散有轨电车在制动过程中的动能，从而缩短制动距离，防止车轮过度磨损。液压制动系统由于其高频响应性能好、质量轻、输出功率大及技术成熟的优点，至今仍被广泛应用，但由于轮胎与路面附着的非线性特性，在不同路况和工况下，有轨电车在制动过程中容易发生轮胎打滑或锁死现象，一旦出现这种情况，不仅会加剧车轮磨损，还可能导致严重的爆胎事故，威胁乘客安全；因此，有效的制动防滑控制系统对于保证有轨电车制动性能和行车安全至关重要。

2、针对有轨电车制动防滑控制的需求，业内已经提出了多种技术方案，但现有的制动防滑控制系统在实际应用中仍存在明显不足：首先，现有制动防滑控制系统无法独立控制每个车轮的液压制动力，在遇到局部路面附着条件差的情况下，很难对个别车轮的滑移状态做出精准响应；其次，现有制动防滑控制系统为了调整每个车轮施加的制动压力以适应路面变化，导致车轮速度的变化范围过于广泛，忽视了车辆整体速度在制动操作过程中会持续降低的客观事实，从而使得整车制动控制的稳定性较差；此外，现有的制动防滑控制系统为了在各种不同车速、路况等工况下都能实现有效制动防滑控制，需要预先建立大量的控制条件，导致控制系统过于复杂。

3、上述种种弊端致使现有技术中防滑控制的精度和稳定性较低，无法充分发挥液压制动系统的制动性能，给有轨电车的行车安全带来一定隐患，因此，亟需开发一种有轨电车液压制动防滑控制系统，以实现独立控制每个车轮的液压制动力，防止车轮在制动时出现滑行现象。

4、针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、针对相关技术中的问题，本发明提出一种有轨电车液压制动防滑控制系统及系统，具备独立控制每个车轮的液压制动力，防止车轮在制动时出现滑行现象的优点，进而解决现有技术中防滑控制的精度和稳定性较低，无法充分发挥液压制动系统的制动性能，给有轨电车的行车安全带来一定隐患的问题。

2、为此，本发明采用的具体技术方案如下：

3、一种有轨电车液压制动防滑控制系统，该有轨电车液压制动防滑控制系统包括：

4、速度传感器模块、液压制动夹钳模块、电子制动控制单元、液压防滑控制单元、液压控制单元及隔膜式蓄能器；

5、其中，速度传感器模块用于检测有轨电车的车轮速度，并产生轮速信号，包括左前轮速度传感器、右前轮速度传感器、左后轮速度传感器及右后轮速度传感器；

6、液压制动夹钳模块用于制动有轨电车的车轮，包括左前轮液压制动夹钳、右前轮液压制动夹钳、左后轮液压制动夹钳及右后轮液压制动夹钳；

7、电子制动控制单元用于接收轮速信号及压力信号并做出防滑控制；

8、液压防滑控制单元设置在液压制动夹钳模块和液压控制单元之间，用于驱动及关闭液压制动夹钳模块和液压控制单元的连接；

9、液压控制单元用于向液压制动夹钳模块提供液压力；

10、隔膜式蓄能器用于存储液压系统的压力油；

11、速度传感器模块与电子制动控制单元连接，电子制动控制单元与液压防滑控制单元连接，液压防滑控制单元通过液压制动夹钳模块与液压控制单元连接，液压控制单元与隔膜式蓄能器连接。

12、进一步的，左前轮速度传感器与左前轮连接，用于检测左前轮的速度，并产生轮速信号；

13、右前轮速度传感器与右前轮连接，用于检测右前轮的速度，并产生轮速信号；

14、左后轮速度传感器与左后轮连接，用于检测左后轮的速度，并产生轮速信号；

15、右后轮速度传感器与右后轮连接，用于检测右后轮的速度，并产生轮速信号。

16、进一步的，液压制动夹钳模块与压力传感器模块连接，压力传感器模块包括左前轮压力传感器、右前轮压力传感器、左后轮压力传感器及右后轮压力传感器；

17、其中，左前轮压力传感器与左前轮液压制动夹钳连接，用于检测左前轮液压制动夹钳中的油压；

18、右前轮压力传感器与右前轮液压制动夹钳连接，用于检测右前轮液压制动夹钳中的油压；

19、左后轮压力传感器与左后轮液压制动夹钳连接，用于检测左后轮液压制动夹钳中的油压；

20、左前轮压力传感器与右后轮液压制动夹钳连接，用于检测右后轮液压制动夹钳中的油压。

21、进一步的，液压防滑控制单元包括二通减压阀和二位三通电磁阀模块；

22、其中，二位三通电磁阀模块包括第一二位三通电磁阀、第二二位三通电磁阀、第三二位三通电磁阀及第四二位三通电磁阀，二通减压阀的进油口与隔膜式蓄能器连接，二通减压阀的出油口与二位三通电磁阀模块的油口ⅱ连接；二位三通电磁阀模块的油口ⅰ与安全制动电磁阀的油口ⅲ连接，安全制动电磁阀的油口ⅲ与液压制动夹钳模块连接。

23、进一步的，液压控制单元包括压力生成模块、压力控制模块、安全阀、手动换向阀及呼吸器；

24、其中，压力生成模块包括电机、齿轮泵、油过滤器、单向阀及蓄能器压力传感器，利用电机驱动齿轮泵生成压力油，压力油经过进油过滤器和单向阀输入隔膜式蓄能器中进行储能，并通过蓄能器压力传感器检测隔膜式蓄能器的压力；

25、压力控制模块包括比例减压阀、安全制动电磁阀、制动夹钳压力传感器、节流栓、停放制动电磁阀及安全制动溢流阀，比例减压阀的进油口ⅰ与隔膜式蓄能器连接，比例减压阀的输出口ⅲ通过安全制动电磁阀的油口ⅰ与液压制动夹钳模块连接，比例减压阀的回油口ⅱ通过保压通电磁阀与油箱连接，停放制动电磁阀和安全制动溢流阀并联后与安全制动电磁阀的油口ⅱ连接，并通过制动夹钳压力传感器检测液压制动夹钳模块的压力。

26、进一步的，二通减压阀用于将存储在隔膜式蓄能器的高压油进行减压输出，防止液压制动夹钳模块过载；

27、安全阀用于设定液压系统最大压力，防止电机与齿轮泵过载运行；

28、手动换向阀用于在维护、检修及拆卸液压控制单元时排空隔膜式蓄能器中的液压油；

29、呼吸器用于平衡油箱内的空气压力。

30、进一步的，电子制动控制单元包括滑移状态检测模块与电磁阀闭环控制模块；

31、其中，滑移状态检测模块用于通过速度传感器模块检测每个车轮的速度，并根据车辆速度与目标滑移比确定当前轮速范围，判定车轮与车轴的状态；

32、电磁阀闭环控制模块用于确定每个车轮速度与目标轮速之间的差值，并计算二位三通电磁阀模块的pwm信号占空比，按照pwm信号控制二位三通电磁阀模块的开关，使车轮的滑移比接近目标滑移比。

33、进一步的，通过速度传感器模块检测每个车轮的速度，并根据车辆速度与目标滑移比计算出当前轮速范围，判定车轮与车轴的状态包括：

34、通过速度传感器模块检测每个车轮的速度，比较每个车轮的速度和预设的模拟轴速度大小，选择最大值作为基准轴速度，并根据每个车轮的速度与基准轴速度的偏差比是否超过阈值来判断车轮的滑行状态；

35、计算二位三通电磁阀模块的pwm信号占空比的公式为：

36、λ＝0.8d+0.2；

37、式中，λ表示车轮的滑移比；

38、d表示pwm信号的占空比；

39、当计算出的滑移比λ＞0.2时，控制所述二位三通电磁阀模块的pwm信号的占空比d，使车轮的滑移比λ接近目标滑移比；

40、当车轮的滑移比λ≤0.2时，不进行占空比d的控制。

41、进一步的，当电子制动控制单元检测到有轨电车在制动过程中车轮发生打滑或锁死时，采取滑移比闭环控制，解除车轮的打滑或锁死，其中，滑移比闭环控制包括：

42、计算目标轮速与车轮速度之间的差值；

43、确定二位三通电磁阀模块的pwm信号占空比；

44、利用pwm信号控制二位三通电磁阀模块的开关；

45、调节输入pwm信号，使车轮的滑移比接近目标滑移比。

46、进一步的，当电子制动控制单元检测到有轨电车的车轮打滑或锁死解除时，采取压力闭环控制，恢复车轮的制动力，其中，压力闭环控制包括：

47、控制二位三通电磁阀模块失电；

48、液压控制单元与液压制动夹钳模块恢复连接；

49、利用液压制动夹钳模块产生油压，向车轮提供制动压力。

50、本发明的有益效果为：

51、(1)本发明基于压力闭环控制以及滑移比闭环控制的双闭环控制，实现在车轮转速变化不大的情况下获得目标滑移比，进而避免有轨电车在制动过程中车轮发生打滑或锁死现象，显著提升了制动性能和行车安全性。

52、(2)本发明通过创新的控制策略，减小了车轮转速的变化范围，从而简化了控制系统的设计；传统防滑系统需要考虑路面各种工况下车轮速度的大范围变化,控制系统复杂，而本发明采用了双闭环控制，使每个车轮均能工作在最佳滑移比附近，转速变化范围较小；同时，通过单轮独立控制和多轮协同控制，系统无需预先建模存储大量控制规则，控制策略相对简单，避免了系统过于复杂的缺陷。

53、(3)本发明实现了对每个车轮制动力的精准独立控制，为每个车轮都配备了独立的液压控制回路，可根据该车轮的实时滑移状态，调节其液压制动夹钳的压力，从而精确调节制动力矩的大小，同时，未出现滑移的其他车轮制动力不受影响，保证整车制动力的合理分配；有效避免了传统防滑系统中，单一液压回路难以响应局部路面差异的缺陷，使得系统能精准适应不同路况，最大限度挖掘液压制动系统的性能潜力。