CN106080266B - 一种轨道车辆的启动控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的轨道车辆的启动控制方法，根据轨道车辆的后溜速度的速度值与电机转差的转差值的关系，提供了在两种不同工况下的启动控制方法，当轨道车辆的后溜速度的速度值大于电机转差的转差值时，控制电机输出与电机转差相对应的且与轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩，使轨道车辆的后溜速度不断减小，直到轨道车辆的后溜速度的速度值小于电机转差的转差值；当轨道车辆的后溜速度的速度值小于电机转差的转差值时，控制电机输出与电机转差相对应的且与轨道车辆后溜方向相反的牵引转矩，使轨道车辆的后溜速度不断减小，直到轨道车辆停止后溜并正常启动。本发明实现了不同后溜速度下轨道车辆的平稳启动。

Description

一种轨道车辆的启动控制方法及装置

技术领域

本发明涉及轨道车辆领域，尤其涉及一种轨道车辆的启动控制方法及装置。

背景技术

随着我国经济的飞速发展和城镇化的大力推进，轨道交通的建设每年都在大幅增长，轨道车辆的行驶环境日趋复杂，经常会出现轨道车辆在坡道上启动过程中车辆脱离牵引控制，向后移动发生后溜。因此，如何保证轨道车辆在发生后溜时正常启动成为轨道车辆启动控制领域的研究热点。

现有技术中，轨道车辆在坡道上启动时采用空气保持制动与电机牵引力配合的方法，如果轨道车辆发生后溜，会触发紧急制动，空气制动完全发挥作用，同时封锁牵引逆变器，导致轨道车辆在发生后溜时必须使机车停止再启动，无法使已经发生后溜的机车正常启动。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种轨道车辆的启动控制方法及装置，以解决现有技术中轨道车辆发生后溜无法正常启动的问题。技术方案如下：

一种轨道车辆的启动控制方法，所述方法包括：

当轨道车辆发生后溜时，获取当前所述轨道车辆的后溜速度与电机转差；

判断所述轨道车辆的后溜速度的速度值是否大于所述电机转差的转差值；

若是，控制电机输出与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩，使所述轨道车辆的后溜速度不断减小，直到所述轨道车辆的后溜速度的速度值小于所述电机转差的转差值；

若否，控制电机输出与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相反的牵引转矩，使所述轨道车辆的后溜速度不断减小，直到所述轨道车辆停止后溜并正常启动。

优选的，所述获取当前所述轨道车辆的后溜速度与电机转差包括：

获取电机速度传感器输出的电机转速，所述电机转速为所述轨道车辆的后溜速度；

根据当前轨道车辆的给定电机转矩T1计算电机转差S，所述给定电机转矩与司机手柄相对应，S＝K1*T1，其中，K1为比例系数。

优选的，所述控制电机输出与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩包括：

根据所述电机转差S计算与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩T2，T2＝K2*S，其中K2为比例系数；

控制电机输出所述与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩。

优选的，与同一电机转差相对应的电制动转矩与牵引转矩的值相同。

优选的，所述方法还包括：

根据电机速度传感器输出的两路方波信号的相位关系判断电机的旋转方向，并根据所述电机的旋转方向判断轨道车辆是否发生后溜。

一种轨道车辆的控制装置，所述装置包括：

获取模块，用于当轨道车辆发生后溜时，获取当前所述轨道车辆的后溜速度与电机转差；

第一判断模块，用于判断所述轨道车辆的后溜速度的速度值是否大于所述电机转差的转差值；

第一控制模块，用于当所述轨道车辆的后溜速度的速度值大于所述电机转差的转差值时，控制电机输出与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩，使所述轨道车辆的后溜速度不断减小，直到所述轨道车辆的后溜速度的速度值小于所述电机转差的转差值；

第二控制模块，用于当所述轨道车辆的后溜速度的速度值小于所述电机转差的转差值时，控制电机输出与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相反的牵引转矩，使所述轨道车辆的后溜速度不断减小，直到所述轨道车辆停止后溜并正常启动。

优选的，所述获取模块包括：

获取子模块，用于获取电机速度传感器输出的电机转速，所述电机转速为所述轨道车辆的后溜速度；

第一计算子模块，用于根据当前轨道车辆的给定电机转矩T1计算电机转差S，所述给定电机转矩与司机手柄相对应，S＝K1*T1，其中，K1为比例系数。

优选的，所述第一控制模块包括：

第二计算子模块，用于根据所述电机转差S计算与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩T2，T2＝K2*S，其中K2为比例系数；

控制子模块，用于控制电机输出所述与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩。

优选的，与同一电机转差相对应的电制动转矩与牵引转矩的值相同。

优选的，所述装置还包括：

第二判断模块，用于根据电机速度传感器输出的两路方波信号的相位关系判断电机的旋转方向，并根据所述电机的旋转方向判断轨道车辆是否发生后溜。

本发明提供的轨道车辆的启动控制方法，根据轨道车辆的后溜速度的速度值与电机转差的转差值的关系，提供了两种不同工况下的启动控制方法，当轨道车辆的后溜速度的速度值大于电机转差的转差值时，控制电机输出与电机转差相对应的且与轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩，使轨道车辆的后溜速度不断减小，直到轨道车辆的后溜速度的速度值小于电机转差的转差值；当轨道车辆的后溜速度的速度值小于电机转差的转差值时，控制电机输出与电机转差相对应的且与轨道车辆后溜方向相反的牵引转矩，使轨道车辆的后溜速度不断减小，直到轨道车辆停止后溜并正常启动。本发明实现了不同后溜速度下轨道车辆的平稳启动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明公开的一种轨道车辆的启动控制方法流程图；

图2为本发明公开的一种轨道车辆的启动控制方法又一方法流程图；

图3为本发明公开的一种轨道车辆的启动控制装置结构示意图；

图4为本发明公开的另一种轨道车辆的启动控制装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参与图1，图1为本发明公开的一种轨道车辆的启动控制方法流程图，所述方法具体包括以下步骤：

步骤S101：当轨道车辆发生后溜时，获取当前所述轨道车辆的后溜速度与电机转差；

在对轨道车辆进行启动控制过程中，默认电机的旋转方向与轨道车辆司控器手柄的方向是一致的，如果轨道车辆在坡道启动时发生后溜，此时电机的旋转方向与司控器手柄的方向不一致，本发明将轨道车辆在坡道启动时发生后溜时的电机绝对方向确定为-1，将轨道车辆正常行驶时的电机绝对方向确定为1。

在电机转差S、电机定子磁场转速V2与电机转速V1之间存在一定的计算关系，所述电机转速为轨道车辆的后溜速度，通过获取所述轨道车辆的后溜速度与电机转差可以判断所述轨道车辆的后溜速度较大还是较小。

步骤S102：判断所述轨道车辆的后溜速度的速度值是否大于所述电机转差的转差值；若是，执行步骤S103；若否，执行步骤S104；

具体的，本发明公开的轨道车辆的启动控制方法，对于不同的后溜速度对电机进行不同的控制，根据所述轨道车辆的后溜速度的速度值是否大于所述电机转差的转差值，将轨道车辆的启动控制分为两种形式，当所述轨道车辆的后溜速度的速度值大于所述电机转差的转差值时，所述轨道车辆的后溜速度较大，执行步骤S103进行控制，当所述轨道车辆的后溜速度的速度值小于所述电机转差的转差值时，所述轨道车辆的后溜速度较小，执行步骤S104进行控制。

步骤S103：控制电机输出与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩，使所述轨道车辆的后溜速度不断减小，直到所述轨道车辆的后溜速度的速度值小于所述电机转差的转差值；

具体的，当所述轨道车辆的后溜速度较大时，此时电机绝对方向为-1，电机定子磁场转速V2、电机转差S与电机转速之间的计算关系为：V2＝D*V1+S，其中，D为电机绝对方向，此时D为-1。

因此，定子磁场转速V2＝S-V1<0，控制电机输出与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩，随着电制动转矩的输出，所述轨道车辆的后溜速度逐渐降低，直到所述轨道车辆的后溜速度的速度值小于所述电机转差的转差值，执行步骤S104。

步骤S104：控制电机输出与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相反的牵引转矩，使所述轨道车辆的后溜速度不断减小，直到所述轨道车辆停止后溜并正常启动。

具体的，当所述轨道车辆的后溜速度较小时，此时电机绝对方向为-1，定子磁场转速V2＝S-V1>0，控制电机输出与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相反的牵引转矩，降低所述轨道车辆的后溜速度，直到所述轨道车辆停止后溜并正常启动。

本发明提供的轨道车辆的启动控制方法，根据轨道车辆的后溜速度的速度值与电机转差的转差值的关系，提供了两种不同工况下的启动控制方法，当轨道车辆的后溜速度的速度值大于电机转差的转差值时，控制电机输出与电机转差相对应的且与轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩，使轨道车辆的后溜速度不断减小，直到轨道车辆的后溜速度的速度值小于电机转差的转差值；当轨道车辆的后溜速度的速度值小于电机转差的转差值时，控制电机输出与电机转差相对应的且与轨道车辆后溜方向相反的牵引转矩，使轨道车辆的后溜速度不断减小，直到轨道车辆停止后溜并正常启动。本发明实现了不同后溜速度下轨道车辆的平稳启动。

请参阅图2，所述方法在执行步骤S101之前还包括：

步骤S105：根据电机速度传感器输出的两路方波信号的相位关系判断电机的旋转方向，并根据所述电机的旋转方向判断轨道车辆是否发生后溜。

具体的，电机速度传感器输出A、B两路方波信号，如果A信号超前于B信号，电机正向旋转，电机绝对方向为1，所述轨道车辆没有发生后溜；如果B信号超前于A信号，电机反向旋转，电机绝对方向为-1，所述轨道车辆发生后溜。

具体的，当轨道车辆发生后溜时，通过控制电机输出实际转矩可以实现轨道车辆正常启动，当轨道车辆的后溜速度较大时，控制电机输出的实际转矩为与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩，当轨道车辆的后溜速度较小时，控制电机输出的实际转矩为与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相反的牵引转矩。

电机输出的实际转矩T2与所述电机转差S成正比：T2＝K2*S，其中，K2为比例系数，所以，同一电机转差相对应的电制动转矩与牵引转矩的值相同。

所述获取所述轨道车辆的后溜速度与电机转差包括：

获取电机速度传感器输出的电机转速，所述电机转速为所述轨道车辆的后溜速度；

根据当前轨道车辆的给定电机转矩T1计算电机转差S，所述给定电机转矩与司机手柄相对应，S＝K1*T1，其中，K1为比例系数。

请参阅图3，基于上述本发明公开的一种轨道车辆的启动控制方法，本发明对应公开了一种轨道车辆的启动控制装置，所述装置包括：

获取模块101，用于当轨道车辆发生后溜时，获取当前所述轨道车辆的后溜速度与电机转差；

在对轨道车辆进行启动控制过程中，默认电机的旋转方向与轨道车辆司控器手柄的方向是一致的，如果轨道车辆在坡道启动时发生后溜，此时电机的旋转方向与司控器手柄的方向不一致，本发明将轨道车辆在坡道启动时发生后溜时的电机绝对方向确定为-1，将轨道车辆正常行驶时的电机绝对方向确定为1。

在电机转差S、电机定子磁场转速V2与电机转速V1之间存在一定的计算关系，所述电机转速为轨道车辆的后溜速度，获取模块101获取所述轨道车辆的后溜速度与电机转差，可以判断所述轨道车辆的后溜速度较大还是较小。

第一判断模块102，用于判断所述轨道车辆的后溜速度的速度值是否大于所述电机转差的转差值；

具体的，本发明公开的轨道车辆的启动控制装置，对于不同的后溜速度对电机进行不同的控制，根据所述轨道车辆的后溜速度的速度值是否大于所述电机转差的转差值，分别通过第一控制模块103与第二控制模块104对电机进行控制，当所述轨道车辆的后溜速度的速度值大于所述电机转差的转差值时，所述轨道车辆的后溜速度较大，通过第一控制模块103对电机进行控制，当所述轨道车辆的后溜速度的速度值小于所述电机转差的转差值时，所述轨道车辆的后溜速度较小，通过第二控制模块104对电机进行控制。

第一控制模块103，用于当所述轨道车辆的后溜速度的速度值大于所述电机转差的转差值时，控制电机输出与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩，使所述轨道车辆的后溜速度不断减小，直到所述轨道车辆的后溜速度的速度值小于所述电机转差的转差值；

具体的，当所述轨道车辆的后溜速度较大时，此时电机绝对方向为-1，电机定子磁场转速V2、电机转差S与电机转速之间的计算关系为：V2＝D*V1+S，其中，D为电机绝对方向，此时D为-1。

因此，定子磁场转速V2＝S-V1<0，第一控制模块103控制电机输出与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩，随着电制动转矩的输出，所述轨道车辆的后溜速度逐渐降低，直到所述轨道车辆的后溜速度的速度值小于所述电机转差的转差值，触发第二控制模块104。

第二控制模块104，用于当所述轨道车辆的后溜速度的速度值小于所述电机转差的转差值时，控制电机输出与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相反的牵引转矩，使所述轨道车辆的后溜速度不断减小，直到所述轨道车辆停止后溜并正常启动。

具体的，当所述轨道车辆的后溜速度较小时，此时电机绝对方向为-1，定子磁场转速V2＝S-V1>0，第二控制模块104控制电机输出与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相反的牵引转矩，降低所述轨道车辆的后溜速度，直到所述轨道车辆停止后溜并正常启动。

本发明提供的轨道车辆的启动控制装置，根据所述轨道车辆的后溜速度的速度值与电机转差的转差值的关系，包括针对两种工况下的两个后溜启动控制模块，当所述轨道车辆的后溜速度的速度值大于所述电机转差的转差值时，第一控制模块103控制电机输出与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩，降低所述轨道车辆的后溜速度，直到所述轨道车辆的后溜速度的速度值小于所述电机转差的转差值；当所述轨道车辆的后溜速度的速度值小于所述电机转差的转差值时，第二控制模块104控制电机输出与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相反的牵引转矩，降低所述轨道车辆的后溜速度，直到所述轨道车辆停止后溜并正常启动。本发明实现了不同后溜速度下轨道列车的平稳启动，适用于不同坡道、不同载重工况下的轨道列车后溜启动。

请参阅图4，图4为基于上述轨道车辆的启动控制装置的另一种轨道车辆的启动控制装置结构示意图，相对于上述轨道车辆的启动控制装置，图4对应的轨道车辆的启动控制装置还包括：

第二判断模块105，用于根据电机速度传感器输出的两路方波信号的相位关系判断电机的旋转方向，并根据所述电机的旋转方向判断轨道车辆是否发生后溜。

具体的，电机速度传感器输出A、B两路方波信号，如果A信号超前于B信号，电机正向旋转，电机绝对方向为1，所述轨道车辆没有发生后溜；如果B信号超前于A信号，电机反向旋转，电机绝对方向为-1，所述轨道车辆发生后溜。

所述获取模块101包括：

获取子模块106，用于获取电机速度传感器输出的电机转速，所述电机转速为所述轨道车辆的后溜速度；

第一计算子模块107，用于根据当前轨道车辆的给定电机转矩T1计算电机转差S，所述给定电机转矩与司机手柄相对应，S＝K1*T1，其中，K1为比例系数。

所述第一控制模块包括：

第二计算子模块108，用于根据所述电机转差S计算与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩T2，T2＝K2*S，其中K2为比例系数；

控制子模块109，用于控制电机输出所述与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩。

具体的，当轨道车辆发生后溜时，通过控制电机输出实际转矩可以实现轨道车辆正常启动，当轨道车辆的后溜速度较大时，控制电机输出的实际转矩为与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩，当轨道车辆的后溜速度较小时，控制电机输出的实际转矩为与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相反的牵引转矩。

电机输出的实际转矩T2与所述电机转差S成正比：T2＝K2*S，其中，K2为比例系数，所以，同一电机转差相对应的电制动转矩与牵引转矩的值相同。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种轨道车辆的启动控制方法，包括：当轨道车辆发生后溜时，获取当前所述轨道车辆的后溜速度，其特征在于，所述方法还包括：

当轨道车辆发生后溜时，获取当前所述轨道车辆的电机转差；

判断所述轨道车辆的后溜速度的速度值是否大于所述电机转差的转差值；

若是，控制电机输出与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩，使所述轨道车辆的后溜速度不断减小，直到所述轨道车辆的后溜速度的速度值小于所述电机转差的转差值；

若否，控制电机输出与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相反的牵引转矩，使所述轨道车辆的后溜速度不断减小，直到所述轨道车辆停止后溜并正常启动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取当前所述轨道车辆的后溜速度与电机转差包括：

获取电机速度传感器输出的电机转速，所述电机转速为所述轨道车辆的后溜速度；

根据当前轨道车辆的给定电机转矩T1计算电机转差S，所述给定电机转矩与司机手柄相对应，S＝K1*T1，其中，K1为比例系数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制电机输出与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩包括：

根据所述电机转差S计算与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩T2，T2＝K2*S，其中K2为比例系数；

控制电机输出所述与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，与同一电机转差相对应的电制动转矩与牵引转矩的值相同。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据电机速度传感器输出的两路方波信号的相位关系判断电机的旋转方向，并根据所述电机的旋转方向判断轨道车辆是否发生后溜。

6.一种轨道车辆的控制装置，包括：获取模块，用于当轨道车辆发生后溜时，获取当前所述轨道车辆的后溜速度，其特征在于，

所述获取模块，还用于当轨道车辆发生后溜时，获取当前所述轨道车辆的电机转差；

所述装置还包括：

第一判断模块，用于判断所述轨道车辆的后溜速度的速度值是否大于所述电机转差的转差值；

第一控制模块，用于当所述轨道车辆的后溜速度的速度值大于所述电机转差的转差值时，控制电机输出与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩，使所述轨道车辆的后溜速度不断减小，直到所述轨道车辆的后溜速度的速度值小于所述电机转差的转差值；

第二控制模块，用于当所述轨道车辆的后溜速度的速度值小于所述电机转差的转差值时，控制电机输出与所述电机转差相对应的且与所述轨道车辆后溜方向相反的牵引转矩，使所述轨道车辆的后溜速度不断减小，直到所述轨道车辆停止后溜并正常启动。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括：

获取子模块，用于获取电机速度传感器输出的电机转速，所述电机转速为所述轨道车辆的后溜速度；

第一计算子模块，用于根据当前轨道车辆的给定电机转矩T1计算电机转差S，所述给定电机转矩与司机手柄相对应，S＝K1*T1，其中，K1为比例系数。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一控制模块包括：

第二计算子模块，用于根据所述电机转差S计算与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩T2，T2＝K2*S，其中K2为比例系数；

控制子模块，用于控制电机输出所述与所述轨道车辆后溜方向相同的电制动转矩。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，与同一电机转差相对应的电制动转矩与牵引转矩的值相同。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二判断模块，用于根据电机速度传感器输出的两路方波信号的相位关系判断电机的旋转方向，并根据所述电机的旋转方向判断轨道车辆是否发生后溜。