辽宁省关键性专利解析和分析

有效防止机车牵引空转或制动滑行，是世界铁路机车车辆制动领域发展方向。在防止机车牵引空转方面，目前比较常用的两种方法均不能最大地利用黏着牵引力。在防止制动滑行方面，主要的两种方法也都需要相当多的时间和精力，而且需要反复的试验分析才能最终确定，整个过程烦琐且工作量较大。

为解决上述技术问题，中国北车集团大连机车车辆有限公司（现中车大连机车车辆有限公司）于2012 年12 月13 日向国家知识产权局提交了名为“基于转速控制的机车防空转滑行方法”的发明专利申请。该申请于2015 年1 月21日获得专利授权，授权公告号为CN103010229B。该专利涉及的IPC 分类号为B61C17/00（各部件的配置或排列；其他类目不包含的零件或部件；控制装置和控制系统的应用），与本节分析的辽宁省热门技术主题基本重合。表7.2 所示为该专利附加信息，图7.14 所示为该专利PCT 国际申请检索报告，图7.15 所示为该专利摘要附图。

表7.2　CN103010229B 专利附加信息

该专利公开了一种基于转速控制的机车防空转滑行方法，根据机车运行状态生成牵引力（或制动力）控制值VTout；检测各轴的转速值；计算机车速度；检测牵引力（或制动力）反馈值；计算速度差给定值VDref 和最大加速度给定值VAref；计算速度差反馈值VDfdb 和加速度反馈值VAfdb；将VDref 及VDfdb 送入速度差PID 闭环控制器VD，得出VDout；将VAref 及VAfdb 送入加速度PID 闭环控制器VA，得出VAout；按VDout、VAout、VTout 三者中最小值控制机车牵引力（制动力），可实现机车全天候的防空转防滑行控制。其既能够最大限度地利用黏着力，又能够有效地防止牵引空转或制动滑行的发生。

图7.14　CN103010229B PCT 国际申请检索报告

图7.15　CN103010229B 摘要附图

该专利权利要求1 记载的内容：一种基于转速控制的机车防空转滑行方法，其特征在于采取下列步骤：

（1）根据机车运行状态生成牵引力或制动力控制值VTout， 且限制VTminVToutVTmax；

（2）检测各轴的转速值，计算平均轮周线速度Vavr、最大轮周线速度Vmax 及最小轮周线速度Vmin；

（3）将平均轮周线速度Vavr 换算为机车速度Lspd；(www.xing528.com)

（4）检测机车牵引力或制动力反馈值；

（5）计算速度差给定值VDref 和最大加速度给定值VAref；

（6）计算速度差反馈值：牵引模式时VDfdb ＝Vmax–Vavr 或制动模式时VDfdb ＝Vavr-Vmin；

（7）计算各轴转速加速度值：牵引模式时VAfdb1 ～VAfdbn 或制动模式时各轴转速减速度值VAfdb1 ～VAfdbn；

（8）计算加速度反馈值：牵引模式时VAfdb 等于各轴转速加速度值VAfdb1 ～VAfdbn 中的最大值或制动模式时减速度反馈值VAfdb 等于各轴转速减速度值VAfdb1 ～VAfdbn 中的最大值；

（9）将VDref 及VDfdb 送入速度差PID 闭环控制器VD，得出转速差控制值VDout，且限制VminVDoutVmax；

（10）将VAref 及VAfdb 送入加速度PID 闭环控制器VA，得出加速度控制值VAout，且限制VminVAoutVmax；

（11）按转速差控制值VDout、加速度控制值VAout、牵引力或制动力控制值VTout 三者中的最小值控制机车牵引力或制动力。

“一种基于转速控制的机车防空转滑行方法”是中车大连机车车辆有限公司为有效防止机车牵引空转或制动滑行而研发，具有较高价值的关键性专利。本专利应用广泛，实用性强，并成为公司核心技术之一。除了在中国进行了专利保护外，还面向海外市场，在德国、澳大利亚、新西兰等主要产品出口国进行了专利布局。