CN107985331A - 一种大型养路机械的控制方法及控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请所提供的一种大型养路机械的控制方法，包括：当所述大型养路机械的车辆处于无主控车状态或多主控车状态时，所述车辆的制动控制单元控制所述大型养路机械进行空气制动；当所述车辆处于单控车状态时，所述车辆的制动控制单元检测是否存在外部重联激活输入信号；若是，则所述大型养路机械进入双机重联控制工况；若否，则所述大型养路机械进入无重联控制工况。通过基于网络通信的方式，使多车重联时，主控车与从控车能够同步制动和缓解，有效减小车辆的纵向冲动，能够提高大型养路机械运行效率，对确保车辆运行安全有重要意义。本申请还提供一种大型养路机械的控制系统，具有上述有益效果，此处不再赘述。

Description

一种大型养路机械的控制方法及控制系统

技术领域

本申请涉及大型养路机械领域，特别涉及一种大型养路机械的控制方法及控制系统。

背景技术

随着中国社会与经济的高速发展，我国铁路事业也进入了一个飞速发展的新时期，取得了巨大成就。截止到2014年底，我国的铁路运营里程已经超过11万公里，其中高速铁路里程超过1.5万公里。然而随着我国铁路总里程和运输密度的不断加大，对繁忙铁路干线的维保工作提出了更高的要求，以往传统的作业方式和手段已经无法满足现阶段铁路维修的需要。同时，铁路的轨道结构由有砟轨道到无砟轨道的变化也对大型养路机械的工作性能提出了更高的要求。

大型养路机械主要是指养护、维修、整修铁路线路的机械设备，包括线路道砟清筛、线路道砟捣固密实、线路道床稳定、线路道床整形等设备，目前我国使用的大型养路机械主要有线路捣固车、道岔捣固车、动力稳定车、清筛机、配砟整形车、钢轨打磨车等等。大型养路机械设备既具有类似机车的自行和连挂运行性能，又具有独特的能满足线路修理规范标准的功能，是集机械、电气、液压、气动、激光和自动控制等专业技术于一体的高新技术产品，其系统集成性强,技术难度大，属于铁路和轨道的重大技术装备。大型养路机械作为铁路技术装备现代化的重要组成部分，对提高铁路维修的作业质量和效率具有重大意义，是确保铁路技术朝高速、重载发展必不可少的重要装备。制动系统作为大型铁路大型养路机械的制动设备，其设备的性能对铁路维修的质量、效率及安全性有着至关重要的影响。

在大型养路机械进行多机重联时，由于大型养路机械具有转向架数目多，整车长度大、整车质量大等特点，具有制动时车辆间前后冲击大的特点。如果采用传统依靠列车管空气波动传递制动指令的方式，由于制动波速低，将使前后车的制动不同步，导致车辆纵向冲动大，影响车辆安全和运用效率。

申请内容

本申请的目的是提供一种大型养路机械的控制方法及控制系统，解决了现有的大型养路机械依靠列车管空气波动传递制动控制信号带来的安全隐患问题和效率低下的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供一种大型养路机械的控制方法，具体技术方案如下：

当所述大型养路机械的车辆处于无主控车状态或多主控车状态时，所述车辆的制动控制单元控制所述大型养路机械进行空气制动；

当所述车辆处于单控车状态时，所述车辆的制动控制单元检测是否存在外部重联激活输入信号；

若是，则所述大型养路机械进入双机重联控制工况；

若否，则所述大型养路机械进入无重联控制工况。

其中，所述车辆处于无主控车状态或多主控车状态，包括：

所述车辆的制动控制单元判断制动控制器占用信号不存在时，则所述车辆处于无主控车状态；

所述车辆的制动控制单元判断存在多于一个制动控制器占用信号时，则所述车辆处于多主控车状态。

其中，所述车辆处于单控车状态，包括：

所述车辆的制动控制单元检测到一个制动控制器占用信号时，则所述车辆处于单控车状态。

其中，所述单控车状态包括主控车状态和从控车状态；

所述制动控制器占用信号属于所述车辆时，所述车辆处于所述主控车状态；

所述制动控制器占用信号属于第二车辆时，所述车辆处于所述从控车状态。

其中，所述双机重联控制工况和所述无重联控制工况均包括：

当所述车辆处于所述主控车状态时，所述车辆的制动控制单元查询制动控制器的位置；

根据所述制动控制器的位置，调用相应的闸位控制程序得到控制目标值；

所述制动控制单元根据所述控制目标值输出制动缸压力。

其中，所述双机重联控制工况包括：

当所述车辆处于所述从控车状态时，所述车辆的制动控制单元通过设定通信方式接收对应主控车的所述控制目标值；

所述制动控制单元根据所述控制目标值输出所述制动缸压力。

其中，所述双机重联控制工况还包括：

检测网络连接是否正常；

若不正常，则输出通信故障信号。

其中，所述双机重联控制工况还包括：

当所述车辆处于所述从控车状态，且所述网络连接不正常时，所述制动控制单元调用重联位控制程序。

其中，所述双机重联控制工况和所述无重联控制工况均还包括：

当所述车辆处于所述主控车状态时，判断所述车辆的制动机是否解锁；若否则解锁；

当所述车辆处于所述从控车状态时，自动解锁所述制动机；

本申请还提供一种大型养路机械的控制系统，包括：

第一判断模块，用于当所述车辆处于无主控车状态或多主控车状态时，所述车辆的制动控制单元控制大型养路机械进行空气制动；

第二判断模块，用于当所述车辆处于单控车状态时，所述车辆的制动控制单元检测是否存在外部重联激活输入信号；

第一工况模块，用于若存在外部重联激活输入信号，则进入双机重联控制工况；

第二工况模块，用于若不存在外部重联激活输入信号，则进入无重联控制工况。

本申请所提供的一种大型养路机械的控制方法，包括：当所述大型养路机械的车辆处于无主控车状态或多主控车状态时，所述车辆的制动控制单元控制所述大型养路机械进行空气制动；当所述车辆处于单控车状态时，所述车辆的制动控制单元检测是否存在外部重联激活输入信号；若是，则所述大型养路机械进入双机重联控制工况；若否，则所述大型养路机械进入无重联控制工况。通过基于网络通信的方式，使多车重联时，主控车与从控车能够同步制动和缓解，有效减小车辆的纵向冲动，能够提高大型养路机械运行效率，对确保车辆运行安全有重要意义。本申请还提供一种大型养路机械的控制系统，具有上述有益效果，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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为本申请实施例所提供的一种大型养路机械的控制方法的流程图；

图2为本申请实施例所提供的另一种大型养路机械的控制方法的流程图；

图3为本申请实施例所提供的一种大型养路机械的控制系统结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种大型养路机械的控制方法的流程图，具体技术方案如下：

S101：当所述大型养路机械的车辆处于无主控车状态或多主控车状态时，所述车辆的制动控制单元控制所述大型养路机械进行空气制动；

当大型养路机械进行双机重联控制时，需要确保实现主控车对从控车的同步控制和运行安全。

首先需要判断车辆处于何种状态。在车辆正常启动后的运行周期内，开始检测车辆的状态，在此仅限定其检测方式为基于信号的形式，而不限定具体的检测方式。所谓基于信号的形式指的是通过采用电信号的方式，而对于电信号的具体形式及传输方式不作限定。例如可以利用车辆的制动控制单元(Brake Control Unit，可简称BCU)检测并作判断，具体实施方式如下：

所述车辆的制动控制单元判断制动控制器占用信号(下文简称“占用信号”)不存在时，则所述车辆处于无主控车状态；

所述车辆的制动控制单元判断存在多于一个占用信号时，则所述车辆处于多主控车状态。

即当本车的制动控制单元检测不到本车的占用信号，也检测不到其他车的占用信号时，则制动控制单元判断本车处于无主控车状态。当本车的制动控制单元检测多于一个的占用信号时(通常一车对应发出一个制动控制器占用信号)，则制动控制单元判断本车处于多主控车状态。

当制动控制单元判断完成后，无论本车处于无主控车状态抑或是多主控车状态，均进行空气制动。由于大型养路机械采用的空气制动技术为较成熟的现有技术，此处不作过多描述。这过程可以是制动控制单元调用空气位控制逻辑，进而实现空气制动。

S102：当所述车辆处于单控车状态时，所述车辆的制动控制单元检测是否存在外部重联激活输入信号；若是，则进入S103；若否，则进入S104；

所谓单控车状态对应的为S101中制动控制单元只检测到一个占用信号时，判断本车处于单控车状态。当然，同样的，判断本车是否处于单控车状态还可以有其他方法，此处不作具体限定。

其中，单控车状态包括主控车状态和从控车状态；可以根据如下方法判断：

所述制动控制器占用信号属于所述车辆时，所述车辆处于所述主控车状态；所述制动控制器占用信号属于第二车辆时，所述车辆处于所述从控车状态。

即根据占用信号的来源判断本车的具体的单控车状态。若是该占用信号输入本车，则本车为主控车；若不属于，则本车为从控车。上文提到需要确保主控车对从控车的同步控制和运行安全，因此本车为主控车或从控车是相当重要的一个环节。应当理解的是，对于每一辆车，均可使用此方法判断本车的状态。

以上为单控车状态的相关说明，下面介绍检测外部重联激活输入信号(下文简称“重联信号”)。

当本车为单控车时，检测是否存在重联信号。需要注意的是，检测重联信号和判断本车具体的单控车状态并无固定的顺序关联。优选的，当检测到一个占用信号后，可以先检测重联信号存在与否，之后判断单控车的具体状态。即：

当本车制动控制单元检测到外部重联激活输入信号，同时检测到本车一个占用信号，且它车没有占用信号，则本车制动控制单元判断本车为主控车；当本车制动控制单元检测到外部重联激活输入信号，同时检测到它车一个占用信号，且本车没有占用信号，则本车制动控制单元判断本车为从控车。

当本车制动控制单元没有检测到外部重联激活输入信号，同时检测到本车制动控制器一个占用信号，且它车没有占用信号，则本车制动控制单元判断本车为主控车；当本车制动控制单元检测到外部重联激活输入信号，同时检测到它车一个占用信号，且本车没有占用信号，则本车制动控制单元判断本车为从控车。

S103：进入双机重联控制工况；

对于双机重联控制工况而言，其具体实施方式因本车是否为主控车而异：

当本车为主控车时，制动控制单元查询制动控制器的位置，根据制动控制器的大闸和小闸的具体位置，调用相应的闸位控制程序得到控制目标值；制动控制单元再根据该控制目标值输出制动缸压力。

车辆运行状态包括制动和缓解，通俗称即为刹车和不刹车。我们需要制动的时候，根据控制指令向制动缸充风，充风多少和控制指令相关。制动缸压力上升，推动基础制动器内的鞲鞴动作，带动制动夹钳的闸片贴近轮对产生摩擦力，力的大小和制动缸压力成正比。缓解就是排制动缸压力，制动缸压力减小就会减少制动夹钳对轮对的制动力。

当本车为从控车时，制动控制单元通过设定通信方式接收对应主控车的所控制目标值，然后再根据所述控制目标值输出制动缸压力。

需要注意的是，由于上述检测过程、调用过程、接受过程等过程都是以设定通信方式进行通信、交互，因此双击重联控制工况还可以包括网络检测的步骤，用于在检测过程、调用过程、接受过程等过程之前检测网络连接是否正常，若不正常，输出通信故障信号，并在故障解除后进行后续过程。

对于主控车和从控车来说在检测网络这一步骤中，可以有所区别：当本车为从控车时，还可以调用重联位控制程序。所谓重联位控制程序，使得从控车自身不起控制指令，也接收不到主控网络控制指令。由于从控车列车管与主控车列车管是相通的，重联位控制程序就使自身不再控制列车管，从控车列车管跟随主控车列车管压力变化。这种方式就是依靠列车管压力变化传递制动指令，相对与基于网络通信的重联控制有一定的不足，但是也具有基本的制动功能，是网络重联故障时的安全导向。

S104：进入无重联控制工况。

同样的，对于无重联控制工况，亦根据本车是否为主控车有所区别。

当本车为主控车时，同样的，与双机重联控制工况下对应本车为主控车时步骤相同：制动控制单元查询制动控制器的位置，根据制动控制器的大闸和小闸的具体位置，调用相应的闸位控制程序得到控制目标值；制动控制单元再根据该控制目标值输出制动缸压力。

但当本车为从控车时，直接调用重联位控制程序。

需要注意的是，在本实施例中，实现主控车与从控车之间的控制均是由电信号实现，优选为CAN(Controller Area Network，一种串行通信协议)通信，其具有成本低，技术成熟的优点。当然也可以但不限定为以太网，MVB(Multifunction Vehicle Bus，多功能车辆总线)通信或者其他无线通信方式。

本申请实施例提供了一种大型养路机械的控制方法，可以通过上述方法实现通过基于网络通信的方式，使多车重联时，主控车与从控车能够同步制动和缓解，有效减小车辆的纵向冲动，能够提高大型养路机械运行效率，对确保车辆运行安全有重要意义。

基于上述实施例，作为优选的实施例，双击重联控制工况和无重联控制工况均可以还包括：

当所述车辆处于所述主控车状态时，判断所述车辆的制动机是否解锁；若否则解锁；

当所述车辆处于所述从控车状态时，自动解锁所述制动机；

为了安全考虑，解锁车辆制动机的过程通常要在进入工况后进行，相当于后续查询制动控制器位置等操作的准备工作。一般来说，若有网络检测的步骤，解锁的过程还应在网络检测之前。但应当理解的是，解锁过程、网络检测过程和其他过程之间的具体操作顺序应当由本领域技术人员根据实际情况进行设置，其目的是保证安全，提高机械制动机的工作效率，因而在此不限定这些过程的具体操作顺序。本申请在此提出一种较优的操作顺序及其完整的流程(以双机重联控制工况为例)如下：

S201：判断本车是否为主控车；若是，进入S202；若否，进入S205；

S202：则判断制动机是否解锁；若未解锁，则解锁；若解锁，则进入S203；

S203：检测网络连接是否正常；若不正常，则输出通信故障信号；若正常，进入S204；

S204：制动控制单元查询制动控制器的位置，根据制动控制器的大闸和小闸的具体位置，调用相应的闸位控制程序得到控制目标值；制动控制单元再根据该控制目标值输出制动缸压力；

S205：自动解锁；

S206：检测网络连接是否正常；若正常进入S207；若不正常，则输出通信故障信号并调用重联位控制程序；

S207：制动控制单元通过设定通信方式接收对应主控车的所述控制目标值；再根据所述控制目标值输出所述制动缸压力。

以上以双机重联控制工况为例，同样无重联控制工况亦可类比此操作流程进行相应的操作流程，在此不再赘述。为更清楚地描述本实施例对应的整个操作流程，可参见图2，图2为本申请实施例所提供的另一种大型养路机械的控制方法的流程图。相对于图1，图2清楚明了地体现了各步骤之间的先后关系以及各部分流程的相应操作过程。

需要注意的是，上述各实施例在表述过程中均认为大型养路机械包含两辆车(主控车和从控车)，而实际上在大型养路机械包含多车(多于两辆车)时亦可使用本申请所提供的使用电信号的方式实现多车之间的联动操控，只需作适应性地修改即可。

下面对本申请实施例提供的一种大型养路机械的控制系统进行介绍，下文描述的控制系统与上文描述的控制方法可相互对应参照，所表述的系统仅为上述控制方法对应完整的控制系统的一部分。参见图3，图3为本申请实施例所提供的一种大型养路机械的控制系统结构示意图，该控制系统可以包括：

第一判断模块100，用于当所述车辆处于无主控车状态或多主控车状态时，所述车辆的制动控制单元控制大型养路机械进行空气制动；

第二判断模块200，用于当所述车辆处于单控车状态时，所述车辆的制动控制单元检测是否存在外部重联激活输入信号；

第一工况模块300，用于若存在外部重联激活输入信号，则进入双机重联控制工况；

第二工况模块400，用于若不存在外部重联激活输入信号，则进入无重联控制工况。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例提供的系统而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请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，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种大型养路机械的控制方法，其特征在于，包括：

当所述大型养路机械的车辆处于无主控车状态或多主控车状态时，所述车辆的制动控制单元控制所述大型养路机械进行空气制动；

当所述车辆处于单控车状态时，所述车辆的制动控制单元检测是否存在外部重联激活输入信号；

若是，则所述大型养路机械进入双机重联控制工况；

若否，则所述大型养路机械进入无重联控制工况。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述大型养路机械的车辆处于无主控车状态或多主控车状态，包括：

所述车辆的制动控制单元判断制动控制器占用信号不存在时，则所述车辆处于无主控车状态；

所述车辆的制动控制单元判断存在多于一个制动控制器占用信号时，则所述车辆处于多主控车状态。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述车辆处于单控车状态，包括：

所述车辆的制动控制单元检测到一个制动控制器占用信号时，则所述车辆处于单控车状态。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述单控车状态包括主控车状态和从控车状态；

所述制动控制器占用信号属于所述车辆时，所述车辆处于所述主控车状态；

所述制动控制器占用信号属于其他车辆时，所述车辆处于所述从控车状态。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述双机重联控制工况和所述无重联控制工况均包括：

当所述车辆处于所述主控车状态时，所述车辆的制动控制单元查询制动控制器的位置；

根据所述制动控制器的位置，调用相应的闸位控制程序得到控制目标值；

所述制动控制单元根据所述控制目标值输出制动缸压力。

6.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述双机重联控制工况包括：

当所述车辆处于所述从控车状态时，所述车辆的制动控制单元通过设定通信方式接收对应主控车的所述控制目标值；

所述制动控制单元根据所述控制目标值输出所述制动缸压力。

7.根据权利要求5或6所述的控制方法，其特征在于，所述双机重联控制工况还包括：

检测网络连接是否正常；

若不正常，则输出通信故障信号。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述双机重联控制工况还包括：

当所述车辆处于所述从控车状态，且所述网络连接不正常时，所述制动控制单元调用重联位控制程序。

9.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述双机重联控制工况和所述无重联控制工况均还包括：

当所述车辆处于所述主控车状态时，判断所述车辆的制动机是否解锁；若否则解锁；

当所述车辆处于所述从控车状态时，自动解锁所述制动机。

10.一种大型养路机械的控制系统，其特征在于，包括：

第一判断模块，用于当所述车辆处于无主控车状态或多主控车状态时，所述车辆的制动控制单元控制大型养路机械进行空气制动；

第二判断模块，用于当所述车辆处于单控车状态时，所述车辆的制动控制单元检测是否存在外部重联激活输入信号；

第一工况模块，用于若存在外部重联激活输入信号，则进入双机重联控制工况；

第二工况模块，用于若不存在外部重联激活输入信号，则进入无重联控制工况。