[發明專利]一種電機車行駛控制系統

在審

• 申請號: 202011286317.8
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112356879A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 李勇
• 申請（專利權）人: 李勇
• 主分類號: B61L15/00
• 分類號: B61L15/00;B61C17/00
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡闊雷

1.一種電機車行駛控制系統，其特征在于：包括信息采集單元、信息分析單元、信息處理單元、數據存儲單元和控制器；

所述信息采集單元用于采集載重數據，并實時獲取行駛速度數據和斜坡角度數據，所述信息采集單元將載重數據、行駛速度數據傳輸至信息分析單元，將斜坡角度數據傳輸至信息處理單元，所述載重數據表示電機車各個載料車斗的載重量，所述斜坡角度數據表示電機車的機車頭和載料車斗行駛至當前軌道鋪設位置時與水平方向的夾角，且該夾角存在正負值；

所述數據存儲單元中存儲有電機車的規格數據，所述規格數據包括最大限載數據、機車頭質量數據、車斗質量數據、電機車額定功率、電機車最低限速和電機車最高限速；

所述信息分析單元接收到載重數據和行駛速度數據，對電機車進行載重分析，并將得到的超載信號、正常信號、待機信號、運行信號一同傳輸至信息處理單元；

所述信息處理單元用于對電機車進行行駛工況處理，并將得到降檔信號、升檔信號、保持信號和剎車信號傳輸至控制器；

所述控制器對降檔信號、升檔信號、保持信號和剎車信號進行信號識別，當識別到降檔信號時，則將當前檔位降低一檔，當識別到保持信號時，則不進行任何操作，當識別到升檔信號時，則將當前檔位提高一檔，當識別到剎車信號時，進行剎車制動，且剎車時間為持續兩秒后解除剎車。

2.根據權利要求1所述的一種電機車行駛控制系統，其特征在于，所述載重分析的具體步驟如下：

A1：將載重數據標記為ZZi，i＝1,2,3……n1，n1表示電機車所牽引載料車斗的個數，行駛速度數據標記為SD；

A2：對各個載料車斗的載重數據進行求和得到總載重數據并將其標記為ZZH，從數據存儲單元獲取最大限載數據并將其標記為XZ，將總載重數據與最大限載數據進行比對，當總載重數據大于最大限載數據時，判定為超載狀態，生成超載信號，當總載重量小于等于最大限載數據時，判定為正常狀態，生成正常信號；

A3：對電機車的行駛狀態進行判斷：當行駛速度數據的等于零時，記錄速度第一次變為零的時間點，并將該時間點標記為第一靜止時間點SJ1，在第一靜止時間點后延時十秒后再次進行行駛狀態判斷，若行駛速度數據仍等于零，則判定電機車處于待機狀態，生成待機信號；若第一次行駛狀態判斷中的行駛速度數據不等于零或第二次行駛狀態判斷中的行駛速度數據不等于零時，判定電機車處于運行狀態，生成運行信號。

3.根據權利要求1所述的一種電機車行駛控制系統，其特征在于，所述行駛工況處理的具體步驟如下：

B1：將斜坡角度數據標記為j＝1,2,3……n2，n2表示機車頭和載料車斗的個數和，從信息分析單元中提取載重數據ZZi，從數據存儲單元中提取機車頭質量數據并將其標記為TM，提取車斗質量數據并將其標記為DMi，將對應載料車斗的載重數據與車斗質量數據相加得到車斗運行質量數據并將其標記為YMi；

B2：當識別到超載信號時，自動關閉電機車的驅動系統，并生成超載警報信號，當識別到正常信號時，不進行任何操作；

B3：當識別到待機信號時，自動關閉電機車的驅動系統，當識別到運行信號時，從信息分析單元提取行駛速度數據，根據公式：摩擦阻力＝滾動摩擦系數*質量*重力加速度*斜坡角度數據的余弦值，得到機車頭阻力并將其標記為TZ，得到車斗阻力并將其標記為DZi，其中，重力加速度取值為9.8m/s²，滾動摩擦系數取值為0.235，質量表示車斗運行質量數據或機車頭質量數據，根據公式：當斜坡角度數據不等于零時，水平分力＝質量*重力加速度*斜坡角度數據的正弦值，當斜坡角度數據等于零時，水平分力等于零，得到機車頭水平分力并將其標記為TF，得到車斗水平分力并將其標記為DFi；

B4：對機車頭阻力、機車頭水平分力、車斗阻力和車斗水平分力進行求和，得到運行阻力并將其標記為YZ，將運行阻力代入到公式：牽引力*部件磨合損耗系數＝運行阻力，得到電機車運行時的需求牽引力并將標記為XQF，；

B5：從數據存儲單元中提取電機車額定功率并將其標記為P，將電機車額定功率和行駛速度數據代入公式：功率＝速度*牽引力，得到電機車當前行駛速度下的運行牽引力并將其標記為YQF，將需求牽引力與運行牽引力進行比對：

當需求牽引力大于運行牽引力時，判定電機車牽引力不足，并生成降檔信號；

當需求牽引力小于等于運行牽引力且行駛速度數據小于電機車最低限速時，判定電機車運行緩慢，生成升檔信號；

當需求牽引力小于等于運行牽引力且電機車最低限速≤行駛速度數據≤電機車最高限速時，判定電機車運行平穩，生成保持信號；

當需求牽引力小于等于運行牽引力且行駛速度數據大于電機車最高限速時，判定電機車超速運行，生成剎車信號。