轨道车辆的车内环境控制方法及车内环境控制系统与流程

1.本技术涉及轨道车辆技术领域，特别是一种轨道车辆的车内环境控制方法及车内环境控制系统。


背景技术：

2.轨道车辆在两车交会或者在通过隧道时，若不能及时关闭风阀，剧烈波动的车外压力会通过风阀向车内传递，对于高速轨道车辆，由于其车体气密性较好，所以剧烈波动的车外压力向车内传递后会导致车内压力波动剧烈，进而导致车内乘客出现耳鸣。为缓解这一现象，目前，高速轨道车辆会配置压力波控制器，当检测到车内外压差超过车内外压差阈值时，压力波控制器会及时控制风阀关闭。
3.风阀关闭之后，车内外压力通过车体微小的泄漏量缓慢平衡，车内外压差逐渐减小，当减小到小于等于一预定值时，风阀会自动开启。将该预定值称为风阀能自动开启的压差上限值。
4.但是高速轨道车辆在高原地段运行时，由于高原地段的隧道长且连续隧道多、海拔落差大，因而车内外压差始终较大，始终不小于上述压差上限值，导致风阀关闭后无法自动开启，而只能强制开启，强制开启的瞬间又会引起乘客耳鸣。
5.因此，本领域技术人员需要解决高速轨道车辆在高原地段运行时风阀无法自动开启的问题，


技术实现要素：

6.一方面，本技术提供一种轨道车辆的车内环境控制方法，所述轨道车辆设有风阀和制氧装置，所述控制方法是：当需要开启风阀且车内外压差不满足风阀的自动开启条件时，通过开启制氧装置和/或增大制氧装置的供风量来使车内外压差满足风阀的自动开启条件。
7.车内环境控制方法的一种实施方式，通过检测风阀的关闭时长来判断是否需要开启风阀，若风阀的关闭时长大于预设的风阀关闭时长上限值，则需要开启风阀。
8.车内环境控制方法的一种实施方式，通过检测车内氧气浓度来判断是否需要开启风阀，若车内氧气浓度低于预设的第一车内氧气浓度下限值，则需要开启风阀。
9.车内环境控制方法的一种实施方式，通过检测车内二氧化碳浓度来判断是否需要开启风阀，若车内二氧化碳浓度高于预设的第一车内二氧化碳浓度上限值，则需要开启风阀。
10.车内环境控制方法的一种实施方式，当制氧装置使车内外压差满足风阀的自动开启条件时，通过检测车辆海拔高度和/或车内氧气浓度和/或车内二氧化碳浓度来判断是否需要制氧装置继续保持开启；若车内的氧气浓度低于预设的第二车内氧气浓度下限值和/或车辆海拔高于预设的车辆海拔上限值和/或车内的二氧化碳浓度高于预设的第二车内二氧化碳浓度上限值，则控制制氧装置继续保持开启。
11.另一方面，本技术还提供一种轨道车辆的车内环境控制系统，所述轨道车辆设有风阀和制氧装置，所述控制系统包括压差传感器、压力波控制器、车内环境控制器和制氧装置控制器；所述压差传感器检测车内外压差；所述压力波控制器内存储有风阀能自动开启的车内外压差上限值，所述压力波控制器的信号输入端与所述压差传感器连接，所述压力波控制器的信号输出端与风阀及所述车内环境控制器连接；所述车内环境控制器的信号输出端与所述制氧装置控制器连接；所述制氧装置控制器的信号输出端与制氧装置连接。
12.车内环境控制系统的一种实施方式，所述压力波控制器具有计时模块，用于记录所述风阀的关闭时长，所述压力波控制器内存储有风阀关闭时长上限值。
13.车内环境控制系统的一种实施方式，所述控制系统包括氧气浓度传感器，所述制氧装置控制器的信号输入端与所述氧气浓度传感器连接，所述制氧装置控制器内存储有第一车内氧气浓度下限值，所述制氧装置控制器的信号输出端还与所述车内环境控制器连接。
14.车内环境控制系统的一种实施方式，所述控制系统包括二氧化碳浓度传感器，所述制氧装置控制器的信号输入端与所述二氧化碳浓度传感器连接，所述制氧装置控制器内存储有第一车内二氧化碳浓度上限值，所述制氧装置控制器的信号输出端还与所述车内环境控制器连接。
15.车内环境控制系统的一种实施方式，所述控制系统包括氧气浓度传感器和/或二氧化碳浓度传感器和/或海拔测量仪，所述制氧装置控制器内存储有第二车内氧气浓度上限值和/或第二车内二氧化碳浓度上限值和/或车辆海拔上限值，所述制氧装置控制器的信号输入端还与所述氧气浓度传感器和/或二氧化碳浓度传感器和/或海拔测量仪连接。
16.本技术提供的车内环境控制方法及车内环境控制系统，能保障高速轨道车辆在高原地段运行时风阀能自动开启，从而避免了强制开启风阀导致车内乘客耳鸣的问题。
附图说明
17.图1为本技术提供的车内环境控制方法的一种实施例的流程示意图；
18.图2为本技术提供的车内环境控制方法的一种实施例的模块化示意图。
具体实施方式
19.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术的技术方案作进一步的详细说明。
20.轨道车辆配置有风阀。风阀包括新风阀和废排风阀等。为适应高原地段的运行需求，还会配置制氧装置，制氧装置将车外稀薄空气通过膜分离技术转换成富氧空气送入车内。为适应高速运行需求，车体的气密性会设置得比低速轨道车辆高。
21.对于高速轨道车辆，会配置压力波控制器，当车内外压差超过车内外压差阈值时(比如两车交会或者通过隧道时车内外压差容易超过阈值)，压力波控制器会及时控制风阀关闭，以切断剧烈波动的车外压力向车内传递，从而避免车内压力波动剧烈导致车内乘客出现耳鸣。
22.风阀关闭之后，车内外压力通过车体微小的泄漏量缓慢平衡，车内外压差逐渐减小，当减小到小于等于一预定值时，风阀会自动开启。将该预定值称为风阀能自动开启的压
差上限值。
23.高速轨道车辆在高原地段运行时，由于高原地段的隧道长且连续隧道多、海拔落差大，因而车内外压差始终较大，始终不小于上述压差上限值，导致风阀关闭后无法自动开启，只能强制开启，强制开启时会导致乘客耳鸣。为此，本技术提出一种车内环境控制方法，采用该控制方法，能保障高速轨道车辆在高原地段运行时风阀能自动开启。
24.如图1，该控制方法是：当需要开启风阀且车内外压差不满足风阀的自动开启条件时，通过开启制氧装置和/或增大制氧装置的供风量来使车内外压差满足风阀的自动开启条件。
25.具体的，车内外压差不满足风阀的自动开启条件是指：车内外压差大于风阀能自动开启的压差上限值。相应的，车内外压差满足风阀的自动开启条件是指：车内外压差小于或等于风阀能自动开启的压差上限值。
26.具体的，可以通过检测风阀的关闭时长来判断是否需要开启风阀，若风阀的关闭时长大于预设的风阀关闭时长上限值，则需要开启风阀。也可以通过检测车内的氧气浓度来判断是否需要开启风阀，若车内氧气浓度低于预设的第一车内氧气浓度下限值，则需要开启风阀。也可以通过检测车内二氧化碳浓度来判断是否需要开启风阀，若车内二氧化碳浓度高于预设的第一车内二氧化碳浓度上限值，则需要开启风阀。
27.通常制氧装置仅在车内氧气浓度过低和/或车内二氧化碳浓度过高和/或车辆海拔高度过高时开启。而本技术增加了制氧装置的开启时机，使其在风阀不能自动打开时开启，这样一方面能辅助降低车内外压差，使车内外压差尽快满足风阀的自动开启条件，避免了风阀迟迟不能开启导致车内环境变差的问题，且避免了强制开启风阀导致乘客耳鸣的问题；再一方面，能在风阀尚未开启前提升车内空气质量，改善车内环境。
28.需说明，即便车内氧气浓度和/或车内二氧化碳浓度和/或车辆海拔高度均不满足制氧装置的开启条件，但是只要满足“需要开启风阀且车内外压差不满足风阀的自动开启条件”这一条件，制氧装置就能够被开启。
29.当制氧装置开启一段时间后，车内外压差逐渐减小至于风阀能自动开启的压差上限值，从而满足了风阀的自动开启条件，使得风阀自动开启。
30.满足了风阀的自动开启条件后，可以通过检测车辆海拔高度和/或车内氧气浓度和/或车内二氧化碳浓度来判断是否需要制氧装置继续保持开启。若车内的氧气浓度低于预设的第二车内氧气浓度下限值和/或车辆海拔高于预设的车辆海拔上限值和/或车内的二氧化碳浓度高于预设的第二车内二氧化碳浓度上限值，则控制制氧装置继续保持开启。
31.如图2，本技术还提供一种轨道车辆的车内环境控制系统。该控制系统包括压差传感器、压力波控制器、车内环境控制器和制氧装置控制器。
32.压差传感器检测车内外压差。
33.压力波控制器内存储有风阀能自动开启的车内外压差上限值，存储的该车内外压差上限值可以等于风阀实际能自动开启的车内外压差上限值，也可以小于风阀实际能自动开启的车内外压差上限值。比如，如果风阀实际能在车内外压差小于等于600pa时开启，则实际车内外压差上限值为600pa，此时，压力波控制器内存储的车内外压差上限值可以是600pa，也可以小于600pa(比如500pa)。
34.压力波控制器的信号输入端与压差传感器连接，从而能接收到当前的车内外压
差。
35.压力波控制器的信号输出端与车内环境控制器连接。压力波控制器将接收到的车内外压差与其内部预存的车内外压差上限值比较，若大于预存的车内外压差上限值，则判断车内外压差不满足风阀的自动开启条件，并将该判断结果传输给车内环境控制器。
36.车内环境控制器的信号输出端与制氧装置控制器连接，制氧装置控制器的信号输出端与制氧装置连接。当车内环境控制器确定需要开启风阀并且接收到来自压力波控制器的上述判断结果时，向制氧装置控制器发送指令，使制氧装置控制器控制制氧装置开启。
37.此外，压力波控制器内还存储有车内外压差阈值。压力波控制器的信号输出端还与风阀连接，压力波控制器将接收到的车内外压差与其内部预存的车内外压差阈值比较，若大于预存的车内外压差阈值，则控制风阀关闭。
38.具体的，压力波控制器可设置计时模块，用于记录风阀的关闭时长。并且，压力波控制器内存储有风阀关闭时长上限值。压力波控制器将记录的风阀关闭时长与预存的风阀关闭时长上限值比较，若大于预设的风阀关闭时长上限值，则判断需要开启风阀，并将该判断结果传输给车内环境控制器，当车内环境控制器接收到该判断结果时确定需要开启风阀。
39.具体的，该控制系统还可设置氧气浓度传感器，用于检测车内氧气浓度。
40.制氧装置控制器的信号输入端与氧气浓度传感器连接，从而能接收到当前的车内氧气浓度。
41.制氧装置控制器的信号输出端与车内环境控制器连接。制氧装置控制器内存储有第一车内氧气浓度下限值。制氧装置控制器将接收到的车内氧气浓度与其内部预存的第一车内氧气浓度下限值比较，若小于预存的第一车内氧气浓度下限值，则判断需要开启风阀，并将该判断结果传输给车内环境控制器，当车内环境控制器接收到该判断结果时确定需要开启风阀。
42.具体的，该控制系统还可设置二氧化碳浓度传感器，用于检测车内二氧化碳浓度。
43.制氧装置控制器的信号输入端与二氧化碳浓度传感器连接，从而能接收到当前的车内二氧化碳浓度。
44.制氧装置控制器的信号输出端还与车内环境控制器连接。制氧装置控制器内存储有第一车内二氧化碳浓度上限值。制氧装置控制器将接收到的车内二氧化碳浓度与其内部预存的第一车内二氧化碳浓度上限值比较，若大于预存的第一车内二氧化碳浓度上限值，则判断需要开启风阀，并将该判断结果传输给车内环境控制器，当车内环境控制器接收到该判断结果时确定需要开启风阀。
45.具体的，该控制系统还可设置海拔测量仪，用于检测车辆当前海拔。
46.制氧装置控制器的信号输入端与海拔测量仪连接，从而能接收到当前的车辆海拔。
47.制氧装置控制器可存储车辆海拔上限值和/或第二车内氧气浓度下限值和/或第二车内二氧化碳浓度下限值。
48.制氧装置控制器将接收到的车辆海拔与其内部预存的车辆海拔上限值比较，若大于预存的车内车辆海拔上限值，则控制制氧装置开启；和/或，
49.制氧装置控制器将接收到的车内氧气浓度与其内部预存的第二车内氧气浓度下
限值比较，若小于预存的第二车内氧气浓度下限值，则控制制氧装置开启；和/或，
50.制氧装置控制器将接收到的车内二氧化碳浓度与其内部预存的第二车内二氧化碳浓度上限值比较，若大于预存的第二车内二氧化碳浓度上限值，则控制制氧装置开启。
51.上述第一车内氧气浓度上限值与第二车内氧气浓度上限值可以相同也可以不同，上述第一车内二氧化碳浓度上限值与第二车内二氧化碳浓度上限值可以相同也可以不同。
52.上述方法可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
53.以上对本技术所提供的轨道车辆的车内环境控制方法及车内环境控制系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，在不冲突情况下，各实施例中的特征可以结合，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种轨道车辆的车内环境控制方法，所述轨道车辆设有风阀和制氧装置，其特征在于，所述控制方法是：当需要开启风阀且车内外压差不满足风阀的自动开启条件时，通过开启制氧装置和/或增大制氧装置的供风量来使车内外压差满足风阀的自动开启条件。2.根据权利要求1所述的轨道车辆的车内环境控制方法，其特征在于，通过检测风阀的关闭时长来判断是否需要开启风阀，若风阀的关闭时长大于预设的风阀关闭时长上限值，则需要开启风阀。3.根据权利要求1所述的轨道车辆的车内环境控制方法，其特征在于，通过检测车内氧气浓度来判断是否需要开启风阀，若车内氧气浓度低于预设的第一车内氧气浓度下限值，则需要开启风阀。4.根据权利要求1所述的轨道车辆的车内环境控制方法，其特征在于，通过检测车内二氧化碳浓度来判断是否需要开启风阀，若车内二氧化碳浓度高于预设的第一车内二氧化碳浓度上限值，则需要开启风阀。5.根据权利要求1-4任一项所述的轨道车辆的车内环境控制方法，其特征在于，当制氧装置使车内外压差满足风阀的自动开启条件时，通过检测车辆海拔高度和/或车内氧气浓度和/或车内二氧化碳浓度来判断是否需要制氧装置继续保持开启；若车内的氧气浓度低于预设的第二车内氧气浓度下限值和/或车辆海拔高于预设的车辆海拔上限值和/或车内的二氧化碳浓度高于预设的第二车内二氧化碳浓度上限值，则控制制氧装置继续保持开启。6.一种轨道车辆的车内环境控制系统，所述轨道车辆设有风阀和制氧装置，其特征在于，所述控制系统包括压差传感器、压力波控制器、车内环境控制器和制氧装置控制器；所述压差传感器检测车内外压差；所述压力波控制器内存储有风阀能自动开启的车内外压差上限值，所述压力波控制器的信号输入端与所述压差传感器连接，所述压力波控制器的信号输出端与风阀及所述车内环境控制器连接；所述车内环境控制器的信号输出端与所述制氧装置控制器连接；所述制氧装置控制器的信号输出端与制氧装置连接。7.根据权利要求6所述的轨道车辆的车内环境控制系统，其特征在于，所述压力波控制器具有计时模块，用于记录所述风阀的关闭时长，所述压力波控制器内存储有风阀关闭时长上限值。8.根据权利要求6所述的轨道车辆的车内环境控制系统，其特征在于，所述控制系统包括氧气浓度传感器，所述制氧装置控制器的信号输入端与所述氧气浓度传感器连接，所述制氧装置控制器内存储有第一车内氧气浓度下限值，所述制氧装置控制器的信号输出端还与所述车内环境控制器连接。9.根据权利要求6所述的轨道车辆的车内环境控制系统，其特征在于，所述控制系统包括二氧化碳浓度传感器，所述制氧装置控制器的信号输入端与所述二氧化碳浓度传感器连接，所述制氧装置控制器内存储有第一车内二氧化碳浓度上限值，所述制氧装置控制器的信号输出端还与所述车内环境控制器连接。10.根据权利要求6-9任一项所述的轨道车辆的车内环境控制方法，其特征在于，所述控制系统包括氧气浓度传感器和/或二氧化碳浓度传感器和/或海拔测量仪，所述制氧装置控制器内存储有第二车内氧气浓度上限值和/或第二车内二氧化碳浓度上限值和/或车辆海拔上限值，所述制氧装置控制器的信号输入端还与所述氧气浓度传感器和/或二氧化碳
浓度传感器和/或海拔测量仪连接。

技术总结
本发明公开了一种轨道车辆的车内环境控制方法及车内环境控制系统。控制方法是：当需要开启风阀且车内外压差不满足风阀的自动开启条件时，通过开启制氧装置和/或增大制氧装置的供风量来使车内外压差满足风阀的自动开启条件。控制系统是：压差传感器检测车内外压差；压力波控制器内存储有风阀能自动开启的车内外压差上限值，压力波控制器的信号输入端与压差传感器连接，压力波控制器的信号输出端与风阀及车内环境控制器连接；车内环境控制器的信号输出端与制氧装置控制器连接；制氧装置控制器的信号输出端与制氧装置连接。采用本方案，能保障高速轨道车辆在高原地段运行时风阀能自动开启，从而避免了强制开启风阀导致车内乘客耳鸣的问题。乘客耳鸣的问题。乘客耳鸣的问题。


技术研发人员：储成龙 张玉刚 刘飞 焦京海 张英姿
受保护的技术使用者：中车青岛四方机车车辆股份有限公司
技术研发日：2022.11.15
技术公布日：2023/4/5