CN110588678B - 机车司机室操纵台系统及包含这种操纵台系统的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机车司机室操纵台系统，该系统包括：操纵台；设置在操纵台上可独立控制机车操作的多个控制部；与多个控制部中的每一个相关联的操控开关；以及控制模块，该控制模块配置为根据操控开关的状态选择性地启用多个控制部中的一个来控制机车操作。本发明还提供了一种包括上述机车驾驶室操纵台系统的车辆。本发明通过在单个操纵台上设置多个控制部，为司机提供了多个可选择的操作位置，从而仅需一名司机即可完成驾驶操作，无需配备其他辅助人员，并且本发明通过控制模块的编程实现了多个控制部之间的互锁功能，保证了操纵台系统以及车辆的安全性及可靠性。

Description

机车司机室操纵台系统及包含这种操纵台系统的车辆

技术领域

本发明涉及机车司机室操纵台技术领域，尤其涉及一种机车司机室操纵台系统及包含这种机车司机室操纵台系统的车辆。

背景技术

机车司机室内通常设有操纵台，台面设有司机控制器、制动控制器、按钮、万转开关等器件，用于司乘人员进行发动机启/停、机车加载、机车制动、方向转换等常规操作。

对于干线货运或客运内燃机车(例如HXN3型内燃机车)，多采用双端司机室结构。每个司机室内通常设有一个操纵台，该操纵台位于台面偏左位置，其上布置一套司机控制器及一套制动控制器，便于主司机进行机车牵引、调速、制动等常规操作。这种操纵台布置方案在实际运用过程中，需至少配备主、副两个司机，以免在短时间反向行车时出现瞭望死角。若特殊情况下仅能有一名司机进行操作时，则可能导致意外发生。

对于调车类内燃机车(例如HXN5B型内燃机车)，多采用单端司机室结构。司机室内通常设有两个操纵台，分别位于司机室左上角和右下角的位置，用于前进及后退时的调车操作。这种操纵台布置方案存在以下缺点：1)经济性差，由于两个操纵台要实现的功能完全相同，因此两个操纵台的相关部件及接线原理也完全一致，操纵台柜体及其内部器件成本均成倍增长；2)故障率高：器件数量的成倍增长，同时也增加了机车故障率，不利于机车可靠性。

基于此，现有技术仍然有待改进。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种机车司机室操纵台系统及包含这种机车司机室操纵台系统的车辆，该机车司机室操纵台系统可同时适用于干线及调车类内燃机车，可大大减少安全事故发生，同时也使得机车具有更好的经济性、安全性及可靠性。

一方面，本发明实施例公开了一种机车司机室操纵台系统，该机车司机室操纵台系统包括：操纵台；设置在所述操纵台上可独立控制机车操作的多个控制部；与所述多个控制部中的每一个相关联的操控开关；以及控制模块，所述控制模块配置为根据所述操控开关的状态选择性地启用所述多个控制部中的一个来控制机车操作。

进一步地，所述多个控制部中的每一个包括多个操控部件，并且启用所述多个控制部中的一个是通过给相应的控制部的所述操控部件供电来实现的。

进一步地，所述多个操控部件包括司机控制器和制动控制器。

进一步地，所述控制模块配置为根据所述操控开关的状态在启用一个控制部与启用另一个控制部之间切换。

进一步地，所述控制模块配置为仅在机车的速度为零时才进行所述控制部之间的切换。

进一步地，所述控制模块配置为仅在机车的挡位为“惰转位”时才进行所述控制部之间的切换。

进一步地，所述操控开关具有指示灯。

进一步地，所述控制模块配置为在启用所述多个控制部中的一个的同时，点亮与所述控制部相关联的所述操控开关的所述指示灯。

进一步地，所述操纵台上设置有两个控制部，所述两个控制部以机车的纵向中心线为对称轴设置。

另一方面，本发明实施例还公开了一种包括上述机车司机室操纵台系统的车辆。

采用上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：

1)本发明通过在单个操纵台上设置多个控制部，为司机提供了多个可选择的操作位置，便于司机根据实际情况选择合适的操作位置对车辆进行驾驶操作，由此仅需一名司机即可完成驾驶操作，而无需配备其他辅助人员，并且相比于具有两个操纵台的方案，使用部件的数量减少，成本以及故障率也有所下降；

2)本发明通过控制模块的编程实现了多个控制部之间的互锁功能，保证了操纵台系统以及因此车辆的安全性及可靠性；

3)本发明通过配备与各个控制部相关联的操控开关，使得司机能够方便、快速地实现机车“控制权”的切换，并且通过为操控开关配备指示灯，能够更直观地向司机指示当前具有“控制权”的控制部。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例的机车司机室操纵台系统的示意性架构图；

图2为本发明一实施例的机车司机室操纵台的示意性正视结构图；

图3为图2所示的机车司机室操纵台的示意性俯视结构图；以及

图4为图2和3所示的机车司机室操纵台系统的控制电路图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

在以下描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

如图1所示，本发明实施例公开了一种机车司机室操纵台系统1。该机车司机室操纵台系统1包括：操纵台；设置在操纵台上可独立控制机车操作的多个控制部2a、2b、……、2n；与多个控制部2a、2b、……、2n中的每一个相关联的操控开关3a、3b、……、3n；以及控制模块4，该控制模块4配置为根据操控开关3a、3b、……、3n的状态选择性地启用多个控制部2a、2b、……、2n中的一个来控制机车操作。

其中操控开关的状态是指操控开关处于开启状态还是关闭状态。控制模块4配置为：当只有一个操控开关处于开启状态时，启用与处于开启状态的操控开关相关联的控制部来控制机车操作，而禁用其他控制部；当多个操控开关中的不止一个处于开启状态时，根据逻辑判断选择性地启用或保持启用与处于开启状态的操控开关之一相关联的控制部来控制机车操作，而禁用其他控制部。由此通过控制模块4的编程实现了多个控制部之间的互锁功能，保证了操纵台系统的安全性及可靠性。

多个操控开关中的不止一个处于开启状态的情况在其中一个操控开关(例如操控开关3a)已处于开启状态的情况下开启另一个操控开关(例如操控开关3b)时发生，这种现象也被称为“夺权”，此时控制模块4根据逻辑判断确定是否允许“夺权”操作。当允许“夺权”操作时，控制模块4可以进行从启用与已处于开启状态的操控开关相关联的控制部(例如控制部2a)到启用与新开启的操控开关相关联的控制部(例如控制部2b)的切换。当不允许“夺权”操作时，控制模块4保持启用先前已启用的与已处于开启状态的操控开关相关联的控制部(例如控制部2a)，而保持禁用与新开启的操控开关相关联的控制部(例如控制部2b)。

控制模块4配置为仅在机车的速度为零时才允许“夺权”操作。控制模块4配置为仅在机车的挡位为“惰转位”时才允许“夺权”操作。由此防止机车在动态过程中由于更换控制部而使得机车速度或者档位状态出现“突变”，以避免出现不可预知的行车危险。

在一些实施例中，多个控制部2a、2b、……、2n中的每一个包括多个操控部件，并且启用多个控制部2a、2b、……、2n中的一个是通过给相应的控制部的操控部件供电来实现的。在一些实施例中，多个操控部件可以包括司机控制器和制动控制器。

在一些实施例中，操控开关3a、3b、……、3n具有指示灯，并且控制模块4配置为在启用多个控制部中的一个的同时，点亮与控制部相关联的操控开关的指示灯。由此能够更直观地向司机指示当前启用或者说具有“控制权”的控制部。

图2和3示出了使用上述机车司机室操纵台系统1的操纵台10的示意性结构图。如图2和3所示，该操纵台10包括操纵柜11和设置在操纵柜11上的台面板。台面板采用双层结构，包括设置在操纵柜11上方的一层台面板12和设置在一层台面板12上方的二层台面板13。二层台面板13上设有显示屏、仪表、开关等部件。

一层台面板12上以机车纵向中心线50(参见图3)为对称轴设置有两个控制部，即，第一控制部20a和第二控制部20b。其中第一控制部20a位于操纵台偏左的位置，即，靠近司机室左侧车窗(未示出)，而第二控制部20b位于操纵台偏右的位置，即，靠近司机室右侧车窗(未示出)。第一控制部20a设置有与其相关联的第一操控开关30a，并且第二控制部20b设置有与其相关联的第二操控开关30b。第一操控开关30a和第二操控开关30b的开启分别用于启用相应的第一控制部20a和第二控制部20b来控制机车的操作。第一操控开关30a和第二操控开关30b各自具有关联的LED指示灯，当第一操控开关30a或第二操控开关30b被开启时，相应的LED指示灯被点亮，以向司机直观地显示当前启用或者说具有机车“控制权”的控制部。

第一控制部20a上设置有司机控制器22a和制动控制器24a等操控部件,并且第二控制部20b上设置有司机控制器22b和制动控制器24b等操控部件。司机可通过操作司机控制器22a和22b来实现机车加载、牵引或电阻制动工况转换、调节发动机转速等功能。司机控制器22a和22b上挡位设有牵引位、制动位以及惰转位。关于司机控制器22a和22b的附加信息在申请日为2017年6月30日、授权公告号为CN107472264B、发明名称为“具有加载保护功能的内燃机车司机控制器”的专利中进行了公开，在此通过引用包含其全部内容。制动控制器24a和24b上设置有用于实现全列制动的大闸25a、25b和用于实现单机制动的小闸26a、26b，司机可通过操作相应的制动控制器来实现机车制动操作。在所示的实施例中，司机控制器22和制动控制器24分别设置在对应于司机左右手的位置处，以便于司机快速下达相应的控制指令。

第一控制部20a和第二控制部20b的设置为司机提供了两个可选择的操作位置。司机可以在操纵机车之前通过相应的操控开关来选择希望的操作位置。例如，当司机希望在左侧操作位置操作时，司机可通过开启第一操控开关30a以启用第一控制部20a来实现在左侧操作位置进行操作，当司机希望在右侧操作位置操作时，司机可通过开启第二操控开关30b以启用第二控制部20b来实现在右侧操作位置进行操作。司机也可以根据实际需要在采用某一操作位置操纵机车的过程中通过开启相应的操控开关实现操作位置的改变。例如，当司机正在左侧操作位置操纵机车并且希望转变成在右侧操作位置操作机车时，可以通过开启第二操控开关30b来实现操作位置的这种改变。由此，本发明便于司机根据实际需要灵活地选择适当的操作位置进行瞭望及后退驾驶操作，从而仅需要一名司机即可完成前进及后退操作，无需配备其他辅助人员。虽然在上述实施例中，示出了两个控制部，但是应当理解，可以根据需要设计更多数量的控制器，这也在本发明的范围内。

操作位置的改变仅在机车的速度为零时才能实现，以防止机车在动态过程中由于操作位置的改变而使得机车挡位出现“突变”。例如，当第一操控开关30a开启时，机车将根据第一控制部20a的司机控制器22的挡位进行速度调节；若在动态过程中，有人强行开启第二操控开关30b，则该操作位置的改变指令无效，以免出现不可预知的行车危险。

操作位置的改变仅在司机控制器挡位为“惰转位”时才能实现。例如，当第一操控开关30a开启并且司机控制器22a的挡位处于非“惰转”位时，即使强行开启第二操控开关30b，操作位置也不会发生改变，此时机车显示屏将报告“操控开关指令故障”，司乘人员可通过显示屏故障界面查看具体故障原因及处理方法，例如，故障原因可以是“司机控制器挡位不在惰转位”。

图4示出了图2-3所示的机车司机室操纵台10的控制电路。如图所示，控制模块4具有七个开关量输入端口，其中第一输入端口I1和第二输入端口I2分别用于接收来自第一操控开关30a第二操控开关30b的状态信号，第三输入断开I3、第四输入端口I4、第五输入端口I5、第六输入端口I6、第七输入端口I7分别用于接收司机控制器22a和22b的挡位信号。控制模块4具有两个开关量输出端口，其中第一输出端口O1与司机控制器22a、制动控制器24a以及第一操控开关30a的指示灯32a相连，第二输出端口O2与司机控制器22b、制动控制器24b以及第二操控开关30b的指示灯32b相连。司机控制器22a和22b与控制模块4之间传输五个挡位信号N1、N2、N3、N4和N5，这五个挡位信号经整合后作为控制模块4的第三输入断开I3、第四输入端口I4、第五输入端口I5、第六输入端口I6、第七输入端口I7的输入信号。当五个挡位信号均为0时，判定司机控制器挡位为“惰转位”。制动控制器24a和24b与制动系统5相连。制动控制器24a和24b与制动系统5之间传输四个制动信号M1(大闸施加)、M2(大闸缓解)、M3(小闸施加)和M4(小闸缓解)，这四个制动信号经整合后作为制动系统5的四个输入端口P1、P2、P3、P4的输入信号。控制模块4配置用于根据接收到的操控开关30a和30b的状态信号以及司机控制器22a和22b的挡位信号，控制第一输出端口O1或者第二输出端口O2输出正电信号。例如，当第一操控开关30a开启时，控制模块4将控制第一输出端口O1输出正电信号，该正电信号可将第一操控开关30a的指示灯32a点亮，同时为司机控制器22a及制动控制器24a提供电源输入，由此司机可对其进行常规操作，同时机车微机及制动系统将接收到相关指令；由于此时第二输出端口O2没有输出正电，因此即使有人对司机控制器22b及制动控制器24b进行操作，机车微机及制动系统也不会接到指令，由此机车司机室操纵台实现了互锁功能。

由于该控制电路中设置有两套司机控制器及制动控制器，为防止出现指令混乱及短路故障，电路中设计了逆流二极管D，以使该系统更安全可靠。具体地，如图所示，逆流二极管D设置在司机控制器22a、22b与控制模块4之间的连接线路上以及制动控制器24a、24b与制动系统5的连接线路上。

在上述实施例中，控制模块4集成在机车微机中。然而，本发明并不对此进行限制。

综上所述，本发明实施例提供的机车司机室操纵台系统，通过在操纵台上设置多个控制部，为司机提供了多个可选择的操作位置，便于司机根据实际情况选择适合的操作位置对车辆进行驾驶操作，由此仅需一名司机即可完成驾驶操作，无需配备其他辅助人员；通过配备与控制部相关联的操控开关，使得司机能够方便、快速地实现机车“控制权”的切换；通过为操控开关配备指示灯，使得通过指示灯的状态可以更直观地向司机指示当前具有“控制权”的控制部；通过控制模块的编程实现了多个控制部之间的互锁功能，保证了操纵台系统的安全性及可靠性。另外，本发明提供的机车司机室操纵台系统可同时适用于干线及调车类机车，并且相比于现有技术中设置两个操纵台的方案，由于减少了相关器件的数量，成本以及故障率也有所下降，从而具有更高的经济性和可靠性。

本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现所述的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。

结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以利用被设计成用于执行这里所述功能的下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP和/或任何其它这种配置。

结合这里的公开所描述的方法或算法的步骤可以直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中或这两者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器，使得处理器能够从该存储介质中读取信息或向该存储介质写入信息。在一个替换方案中，所述存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在一个替换方案中，处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性设计中，所述功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将所述功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器、磁盘或光盘等。

上述实施例是实施方式的可能示例，并且仅仅为了清楚理解本发明的原理而提出。所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机车司机室操纵台系统，其特征在于，包括：

操纵台；

设置在所述操纵台上可独立控制机车操作的多个控制部；

与所述多个控制部中的每一个相关联的操控开关；以及

控制模块，所述控制模块配置为根据所述操控开关的状态选择性地启用所述多个控制部中的一个来控制机车操作，所述控制模块配置为：当只有一个操控开关处于开启状态时，启用与处于开启状态的操控开关相关联的控制部来控制机车操作，而禁用其他控制部；当多个操控开关中的不止一个处于开启状态时，根据逻辑判断选择性地启用或保持启用与处于开启状态的操控开关之一相关联的控制部来控制机车操作，而禁用其他控制部，所述控制模块配置为根据所述操控开关的状态在启用一个控制部与启用另一个控制部之间切换，所述控制模块配置为仅在机车的速度为零时才进行所述控制部之间的切换。

2.根据权利要求1所述的机车司机室操纵台系统，其特征在于，所述多个控制部中的每一个包括多个操控部件，并且启用所述多个控制部中的一个是通过给相应的控制部的所述操控部件供电来实现的。

3.根据权利要求2所述的机车司机室操纵台系统，其特征在于，所述多个操控部件包括司机控制器和制动控制器。

4.根据权利要求1所述的机车司机室操纵台系统，其特征在于，所述控制模块配置为仅在机车的挡位为“惰转位”时才进行所述控制部之间的切换。

5.根据权利要求1所述的机车司机室操纵台系统，其特征在于，所述操控开关具有指示灯。

6.根据权利要求5所述的机车司机室操纵台系统，其特征在于，所述控制模块配置为在启用所述多个控制部中的一个的同时，点亮与所述控制部相关联的所述操控开关的所述指示灯。

7.根据权利要求1所述的机车司机室操纵台系统，其特征在于，所述操纵台上设置有两个控制部，所述两个控制部以机车的纵向中心线为对称轴设置。

8.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的机车司机室操纵台系统。

Images