基于可分离式新能源客车列车组的制动系统及其控制方法
阅读说明：本技术 基于可分离式新能源客车列车组的制动系统及其控制方法 (Brake system based on separable new energy passenger train set and control method thereof ) 是由 廖洪 卢耀辉 吴煜威 唐艳辉 于 2019-10-21 设计创作，主要内容包括：本发明一方面提供一种基于可分离式新能源客车列车组的制动系统,包括智能制动控制模块、行车制动系统、驻车制动系统；行车制动系统包括：设置于头车的制动总泵信号发射模块,分别设置于头车与后车的制动总泵、前刹电磁阀、后刹电磁阀、前刹调节电磁阀、后刹调节电磁阀、前制动回路、后制动回路；驻车制动系统包括：设置于头车的手控阀信号发射模块,分别设置于头车与后车的手控阀、驻车电磁阀、驻车调节电磁阀、差动阀；另一方面提供上述系统对应的控制方法,包括行车制动部分及驻车制动部分；通过本系统及控制方法,可实现车辆在客车列车状态和独立运行状态下提供行车制动和驻车制动的功能,增大了可分离式客车列车技术的安全性。(The invention provides a braking system based on a separable new energy passenger train set, which comprises an intelligent braking control module, a service braking system and a parking braking system, wherein the intelligent braking control module is connected with the service braking system; the service braking system comprises: the brake master cylinder signal transmitting module is arranged on the head car and is respectively arranged on a brake master cylinder, a front brake electromagnetic valve, a rear brake electromagnetic valve, a front brake adjusting electromagnetic valve, a rear brake adjusting electromagnetic valve, a front brake loop and a rear brake loop of the head car and the rear car; the parking brake system includes: the hand control valve signal transmitting module is arranged on the head vehicle and is respectively arranged on a hand control valve, a parking electromagnetic valve, a parking adjusting electromagnetic valve and a differential valve of the head vehicle and the rear vehicle; on the other hand, the control method corresponding to the system comprises a service braking part and a parking braking part; by the system and the control method, the functions of service braking and parking braking of the vehicle can be realized in the state of the passenger train and the independent running state, and the safety of the separable passenger train technology is improved.)
技术领域
本发明属于车辆制动控制领域，具体涉及一种基于可分离式新能源客车列车组的制动系统及其控制方法。
背景技术
随着城市化的发展，城市人口越来越多，交通拥堵问题日益严重，地铁等轨道交通线路单一，路线规划极不方便，乘坐公交车出行成为了多数市民的首要选择。然而，目前公交车客车载客量小，尤其是在客流高峰期，运输能力愈显捉襟见肘，需要提出一种全新的公交车模式。现阶段国内对于可分离式客车列车的研究还处于空白状态，针对其制动系统的研究也处于起步阶段。在客车上经典的制动系统是双回路气压制动系统，即包括打气泵、冷凝器、干燥器、四回路保护阀、储气筒、制动总阀、快放阀、ABS电磁阀、继动阀、差动阀、前后制动气室，独立于两个回路之外还有一个驻车制动回路。
发明内容
本发明针对上述技术问腿，提供了一种基于可分离式新能源客车列车组的制动系统及其控制方法。现开发一种可分离式的客车列车，在客流高峰时，可用多台5.9m小型巴士，通过某种连接结构串联成客车列车，通过一名驾驶员对客车进行驾驶；在客流低谷期时，客车列车又可分离成单独的5.9m小型巴士独自运行。如此，即可解决高峰时客车运载能力不足，低谷时客车空置率过大的问题。此套制动系统即是针对上述车型开发，客车列车状态时，当驾驶员对头车制动，后面的车辆随即响应制动。单独运行状态时，每辆车又可独立制动。
为了达到上述目的，本发明一方面提供了一种基于可分离式新能源客车列车组的制动系统，包括：智能制动控制模块、行车制动系统、驻车制动系统；
行车制动系统包括：设置于头车的制动总泵信号发射模块，分别设置于头车与后车的制动总泵、前刹电磁阀、后刹电磁阀、前刹调节电磁阀、后刹调节电磁阀、前制动回路、后制动回路；
驻车制动系统包括：设置于头车的手控阀信号发射模块，分别设置于头车与后车的手控阀、驻车电磁阀、驻车调节电磁阀、差动阀；
所述制动总泵信号发射模块安装于所述设置于头车的制动总泵上，且与所述智能制动控制模块电路连接；所述智能制动控制模块设置于头车内部，所述智能制动控制模块分别与所述分别设置于头车与后车的前刹电磁阀、后刹电磁阀电路连接；
所述设置于头车的前刹电磁阀分别与所述设置于头车的制动总泵、前制动回路气路连接；所述设置于头车的前刹调节电磁阀分别与所述设置于头车的制动总泵、前制动回路气路连接；
所述设置于头车的后刹调节电磁阀分别与所述设置于头车的制动总泵、后制动回路气路连接；所述设置于后车的前刹电磁阀分别与所述设置于后车的制动总泵、前制动回路气路连接；
所述设置于后车的前刹调节电磁阀分别与所述设置于后车的制动总泵、前制动回路气路连接；所述设置于后车的后刹调节电磁阀分别与所述设置于后车的制动总泵、后制动回路气路连接；
所述手控阀信号发射模块安装于所述设置于头车的手控阀上且与所述智能制动控制模块电路连接；所述手控阀信号发射模块与分别设置于头车与后车的驻车电磁阀、驻车调节电磁阀、差动阀依次气路连接。
进一步地，所述智能制动控制模块包括用于接收所述制动总泵信号发射模块或所述手控阀信号发射模块所发射信号的接收单元，以及用于向所述分别设置于头车与后车的制动总泵、前刹电磁阀、后刹电磁阀、前刹调节电磁阀、后刹调节电磁阀发出开关指令的指令单元。
进一步地，所述前制动回路包括依次以气路连接的快放阀、ABS电磁阀。
进一步地，所述后制动回路包括依次以气路连接的继动阀、ABS电磁阀。
本发明第二方面提供了一种制动控制方法，包括：采用上述制动系统，包括由头车、后车共同组成客车列车组的行车制动部分S1及驻车制动部分S2，具体包括如下步骤：
S11、制动总泵信号发射模块将信号发射至智能制动控制模块；
S12、所述智能制动控制模块对行车制动系统发出指令，进行行车制动操作；
S21、手控阀信号发射模块将信号发射至智能制动控制模块；
S22、所述智能制动控制模块对驻车制动系统发出指令，进行驻车制动操作。
进一步地，所述步骤S12还包括：
S121、智能制动控制模块向分别设置于头车与后车的前刹电磁阀、后刹电磁阀发出开启指令；
S122、智能制动控制模块向分别设置于头车与后车的前刹调节电磁阀、后刹调节电磁阀发出关闭指令；
S123、将压缩空气注入前制动回路，通过快放阀及前轮ABS电磁阀进入前轮制动腔室，实现前轮制动；压缩空气进入后制动回路，通过继动阀，使后刹储气筒内压缩空气通过继动阀及后轮ABS电磁阀进入后轮制动腔室，实现后轮制动。
进一步地，所述步骤S22还包括：
S221、智能制动控制模块向分别设置于头车与后车的驻车电磁阀发出关闭指令；
S222、智能制动控制模块向分别设置于头车与后车的驻车调节电磁阀发出开启指令；
S223、将压缩空气通过手控阀出口排出，弹簧气室解除供气，弹簧气室压缩空气通过差动阀出口排出，实现后车的驻车制动。
进一步地，若所述客车列车组中各客车分离独立运行，则对于行车制动，智能控制模块停止对所述行车制动系统通信，采用经典气压双回路制动系统实施行车制动；则对于驻车制动，智能控制模块对各客车驻车制动系统单独通信，对所述驻车电磁阀发出关闭指令，对所述驻车调节电磁阀发出开启指令，将压缩空气通过手控阀出口排出，弹簧气室解除供气，弹簧气室压缩空气通过差动阀出口排出，实现客车的驻车制动。
本发明的有益效果在于，可实现车辆在客车列车状态和独立运行状态下提供行车制动和驻车制动的功能，增大了可分离式客车列车技术的安全性。
附图说明
图1为本发明列车制动系统的简易结构示意图；
图2为本发明列车制动系统的具体结构示意图；
图3为本发明制动系统的制动方法流程示意图。
图1中：4、制动系统；1、智能制动控制模块；2、头车；21、头车行车制动系统；211、制动总泵信号发射模块；212、头车前刹电磁阀；213、头车后刹电磁阀；214、头车前刹调节电磁阀；215、头车后刹调节电磁阀；216、头车前制动回路；217、头车后制动回路；218、头车制动总泵；22、头车驻车制动系统；221、手控阀信号发射模块；222、头车驻车电磁阀；223、头车驻车调节电磁阀；224、头车差动阀；头车手控阀225；3、后车；31、后车行车制动系统；311、后车前刹电磁阀；312、后车后刹电磁阀；313、后车前刹调节电磁阀；314、后车后刹调节电磁阀；315、后车前制动回路；316、后车后制动回路；317、制动总泵；32、后车驻车制动系统；321、后车驻车电磁阀；322、后车驻车调节电磁阀；323、后车差动阀；后车手控阀324。
图2中：实线为气路，虚线为电路。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
在本发明中，需要说明的是，图1中“实线”表示气路，“虚线”表示电路。且本实施例中，设定头车为一辆客车，后车为一辆与头车相同的客车，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或者暗示所指的制动系统只能应用于一辆头车加一辆后车的情况，本领域技术人员应该明白，后车可以包括多辆与头车相同的客车，且各部件连接方式与第一辆后车相同，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本实施例提供了一种基于可分离式新能源客车列车组的制动系统4，包括：智能制动控制模块1、头车行车制动系统21、后车行车制动系统31、头车驻车制动系统22、后车驻车制动系统32；
头车行车制动系统21和后车行车制动系统31包括：设置于头车的制动总泵信号发射模块211，分别设置于头车与后车的头车前刹电磁阀212、后车前刹电磁阀311、头车后刹电磁阀213、后车后刹电磁阀312、头车前刹调节电磁阀214、后车前刹调节电磁阀313、头车后刹调节电磁阀215、后车后刹调节电磁阀314、头车前制动回路216、后车前制动回路315、头车后制动回路217、后车后制动回路316、头车制动总泵218、后车制动总泵317；
头车驻车制动系统22和后车驻车制动系统32包括：设置于头车的手控阀信号发射模块221，分别设置于头车与后车的头车驻车电磁阀222、后车驻车电磁阀321、头车驻车调节电磁阀223、后车驻车调节电磁阀322、头车差动阀224、后车差动阀323；
所述制动总泵信号发射模块211安装于所述头车制动总阀218上且与所述智能制动控制模块1电路连接；所述智能制动控制模块1设置于头车2内部，所述智能制动控制模块1分别与所述分别设置于头车与后车的头车前刹电磁阀212、后车前刹电磁阀311、头车后刹电磁阀213、后车后刹电磁阀312电路连接；
所述设置于头车的头车前刹电磁阀212分别与所述设置于头车的头车制动总泵218、头车前制动回路216气路连接；所述设置于头车的头车前刹调节电磁阀214分别与所述设置于头车的头车制动总泵218、头车前制动回路216气路连接；
所述设置于头车的头车后刹调节电磁阀215分别与所述设置于头车的头车制动总泵218、头车后制动回路217气路连接；所述设置于后车的后车前刹电磁阀311分别与所述设置于后车的后车制动总泵317、后车前制动回路315气路连接；
所述设置于后车的后车前刹调节电磁阀313分别与所述设置于后车的后车制动总泵317、后车前制动回路315气路连接；所述设置于后车的后车后刹调节电磁阀314分别与所述设置于后车的后车制动总泵317、后车后制动回路316气路连接；
所述手控阀信号发射模块221安装于所述头车手控阀225上且与所述智能制动控制模块1电路连接；所述手控阀信号发射模块221与设置于头车的头车驻车电磁阀222、头车驻车调节电磁阀223、头车差动阀224依次气路连接；所述手控阀信号发射模块221与设置于后车的后车驻车电磁阀321、后车驻车调节电磁阀322、后车差动阀323依次气路连接。
进一步地，所述智能制动控制模块1包括用于接收所述制动总泵信号发射模块211或所述手控阀信号发射模块221所发射信号的接收单元11，以及用于向所述分别设置于头车与后车的头车制动总泵218、后车制动总泵317、头车前刹电磁阀212、后车前刹电磁阀311、头车后刹电磁阀213、后车后刹电磁阀312、头车前刹调节电磁阀214、后车前刹调节电磁阀313、头车后刹调节电磁阀215、后车后刹调节电磁阀314发出开关指令的指令单元12。
进一步地，所述前制动回路包括依次以气路连接的快放阀、ABS电磁阀。
进一步地，所述后制动回路包括依次以气路连接的继动阀、ABS电磁阀。
如图3所示，本实施例还提供了一种制动控制方法。包括采用上述制动系统，包括由头车、后车共同组成客车列车组的行车制动部分S1及驻车制动部分S2，具体包括如下步骤：
S11、制动总泵信号发射模块将信号发射至智能制动控制模块；
S12、所述智能制动控制模块对行车制动系统发出指令，实现行车制动操作；
S21、手控阀信号发射模块将信号发射至智能制动控制模块；
S22、所述智能制动控制模块对驻车制动系统发出指令，实现驻车制动操作。
其中，所述步骤S12还包括：
S121、智能制动控制模块向分别设置于头车与后车的前刹电磁阀、后刹电磁阀发出开启指令；
S122、智能制动控制模块向分别设置于头车与后车的前刹调节电磁阀、后刹调节电磁阀发出关闭指令；
S123、将压缩空气注入前制动回路，通过快放阀及前轮ABS电磁阀进入前轮制动腔室，实现前轮制动；压缩空气进入后制动回路，通过继动阀，使后刹储气筒内压缩空气通过继动阀及后轮ABS电磁阀进入后轮制动腔室，实现后轮制动。
其中，所述步骤S22还包括：
S221、智能制动控制模块向分别设置于头车与后车的驻车电磁阀发出关闭指令；
S222、智能制动控制模块向分别设置于头车与后车的驻车调节电磁阀发出开启指令；
S223、将压缩空气通过手控阀出口排出，弹簧气室解除供气，弹簧气室压缩空气通过差动阀出口排出，实现后车的驻车制动。
其中，若所述客车列车组中各客车分离独立运行，则对于行车制动，智能控制模块停止对所述行车制动系统通信，采用经典气压双回路制动系统实施行车制动；则对于驻车制动，智能控制模块对各客车驻车制动系统单独通信，对所述驻车电磁阀发出关闭指令，对所述驻车调节电磁阀发出开启指令，将压缩空气通过手控阀出口排出，弹簧气室解除供气，弹簧气室压缩空气通过差动阀出口排出，实现客车的驻车制动。
现通过一较佳实施例对上述技术方案进行进一步说明：
1、当处于客车列车组状态
对于行车制动：
驾驶员踩下头车制动踏板，头车制动，同时智能制动控制模块收到制动总泵工作信号，随即向后车的前刹电磁阀(不工作时处于常闭状态)、后刹电磁阀(不工作时处于常闭状态)发出指令，开启两处电磁阀；向前刹调节电磁阀(不工作时处于常开状态)、后刹调节电磁阀(不工作时处于常开状态)发出指令，关闭两处电磁阀。后车压缩空气进入前制动回路，通过快放阀的1口、前轮左右两侧ABS电磁阀进入前轮制动腔室，实现前轮制动；压缩空气进入后制动回路，通过继动阀，使后刹储气筒内压缩空气通过继动阀、后轮左右两侧ABS电磁阀进入后轮制动腔室，实现后轮的制动。
驾驶员松开头车制动踏板，头车解除制动，同时智能制动控制模块采集到踏板不工作的信号，随即解除后车的前刹电磁阀、后刹电磁阀的供电，关闭两处电磁阀；解除前刹调节电磁阀、后刹调节电磁阀的供电，开启两处电磁阀。后车前制动回路，控制管路中残留压缩空气，通过制动总泵排出，前制动气室的压缩空气通过快放阀排出；后车后制动回路，控制管路中残留压缩空气，通过制动总泵排出，后制动气室的压缩空气通过继动阀排出，随即后车解除制动。
对于驻车制动：
驾驶员对头车驻车时，即关闭手控阀，此时智能控制模块采集到手控阀的关闭信号，随即关闭所有车的驻车电磁阀(不工作时处于常开状态)，打开所有车的驻车调节电磁阀(不工作时处于常闭状态)，(注：客车列车状态时后车的手控阀需提前拉至关闭状态)，此时控制气路中的残余压缩空气通过手控阀排出，弹簧气室解除供气，弹簧气室压缩空气通过差动阀排出，实现后车的驻车制动。
驾驶员对头车解除驻车时，即打开手控阀，此时智能控制模块采集到手控阀打开信号，打开头车和后车驻车电磁阀(不工作时处于常开状态)，关闭头车和后车驻车调节电磁阀(不工作时处于常闭状态)此时压缩空气通过控制气路进入差动阀，使驻车筒里的压缩空气通过差动阀进入弹簧气室，解除后车的驻车制动。
2、当处于客车独立运行状态
对于行车制动
智能控制模块停止对行车制动回路中的电磁阀供电，即前刹电磁阀、后刹电磁阀保持常闭，前刹调节电磁阀、后刹调节电磁阀保持常开。此时则变为经典的气压双回路制动系统，踩下制动踏板即可完成行车制动，松开制动踏板即可解除行车制动。
对于驻车制动
智能控制模块保持对驻车制动回路中的电磁阀供电，即当手控阀位于关闭位置时，驻车电磁阀关闭，驻车调节电磁阀打开，此时控制气路中的残余压缩空气通过手控阀排出，弹簧气室解除供气，弹簧气室压缩空气通过差动阀排出，实现驻车制动。
当手控阀位于开启位置时，驻车电磁阀打开(不工作时处于常开状态)，驻车调节电磁阀关闭(不工作时处于常闭状态)，此时压缩空气通过控制气路进入差动阀，使驻车筒里的压缩空气通过差动阀进入弹簧气室，解除驻车制动。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。