一种机车及其自动联挂控制方法与装置与流程

本发明涉及轨道交通工程技术领域，特别涉及一种自动联挂控制方法。此外，本发明还涉及一种自动联挂控制装置；另有，本发明还涉及一种具有该自动联挂控制装置的机车。

背景技术：

在轨道交通领域中，轨道机车车辆通过彼此之间车钩连接传递牵引力，实现牵引。然而目前在轨道机车车辆(以下简称“机车”)与后车之间车钩联挂过程中，由于机车视野受限，往往需要通过地面人员的配合或是通过司机经验来完成联挂过程。操作复杂，联挂操作冲击大；若联挂失败需重新联挂操作，费时费力。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种自动联挂控制方法，该自动联挂控制方法可以简化联挂操作步骤，减少联挂冲击提高司机乘车舒适性，节省因联挂失败浪费的操作时间。本发明的另一目的是提供一种自动联挂控制装置。本发明的再一目的是提供一种包括上述自动联挂控制装置的机车。

为实现上述目的，本发明提供一种用于机车的自动联挂控制方法，包括步骤：

获取牵引机车的初始状态；

当所述初始状态满足开始联挂条件时，检测所述牵引机车与后挂车之间的距离；

将当前距离值与至少两个分别对应着不同车速范围的预设距离区间进行比较，确定所述当前距离值的所属预设距离区间，并控制所述牵引机车在所属预设距离区间所对应的车速范围内运行；

当所述牵引机车满足联挂条件时，对所述牵引机车施加制动并执行联挂操作。

相对于上述背景技术，本发明采用如上设置方式，将牵引机车与后挂车之间的距离分为多个预设距离区间，且针对每个预设距离区间调节车速；即，将联挂过程分为多个子过程，从而确保机车联挂的平稳，提高联挂成功率，减少联挂冲击，并提高司机乘车舒适性；除此之外，在上述联挂过程，全程自动完成，无需司机上手，一定程度上提高了自动化程度。

优选地，若当前距离值不属于全部预设距离区间时，控制所述牵引机车行驶至第一预设距离区间；

控制所述牵引机车的当前车速属于第一预设车速范围。

优选地，

若当前距离值属于第二预设距离区间时，控制所述牵引机车的当前车速属于第二预设车速范围。

优选地，当所述初始状态未满足开始联挂条件时，显示开始联挂条件未满足。

优选地，所述对所述牵引机车施加制动并执行联挂操作的步骤之后，还包括显示联挂过程完成。

本发明提供一种自动联挂控制装置，包括：

初始状态获取模块：用于获取牵引机车的初始状态；

检测模块：用于当所述初始状态是否满足开始联挂条件时，检测所述牵引机车与后挂车之间的距离；

车速控制模块：用于将当前距离值与至少两个分别对应着不同车速范围的预设距离区间进行比较，确定所述当前距离值的所属预设距离区间，并控制所述牵引机车在所属预设距离区间所对应的车速范围内运行；

联挂操作模块：用于当所述牵引机车是否满足联挂条件时，对所述牵引机车施加制动并执行联挂操作。

优选地，还包括：

显示模块：用于当所述初始状态未满足开始联挂条件时，显示开始联挂条件未满足，和/或用于当对所述牵引机车施加制动并执行联挂操作的步骤之后，显示联挂过程完成。

优选地，所述检测模块包括测距传感器。

优选地，所述显示模块与位于所述牵引机车外部、用于实时显示联挂过程的摄像头相连。

本发明提供一种机车，包括上述任一项所述的自动联挂控制装置。

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为本发明实施例所提供的自动联挂控制装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的自动联挂控制方法的流程图；

图3为图2的一种具体实施方式的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1、图2和图3，图1为本发明实施例所提供的自动联挂控制装置的结构示意图；图2为本发明实施例所提供的自动联挂控制方法的流程图；图3为图2的一种具体实施方式的流程图。

本发明提供的一种用于机车的自动联挂控制方法，主要包括如下四个步骤，如说明书附图2所示：

S1、获取牵引机车的初始状态；

S2、当所述初始状态满足开始联挂条件时，检测所述牵引机车与后挂车之间的距离；

S3、将当前距离值与至少两个分别对应着不同车速范围的预设距离区间进行比较，确定所述当前距离值的所属预设距离区间，并控制所述牵引机车在所属预设距离区间所对应的车速范围内运行；

S4、当所述牵引机车满足联挂条件时，对所述牵引机车施加制动并执行联挂操作。

参考说明书附图1，步骤S1中，牵引机车8的初始状态具体为牵引机车的物理状态，包括牵引机车的动力装置的状态以及制动装置的状态等；当然，牵引机车8的初始状态还可以包括其他部件的相关状态，本文将不再赘述。

步骤S2中，判断上述初始状态是否满足开始联挂条件；具体来说，判断牵引机车8是否上电，判断牵引机车8的制动力是否正常，只有牵引机车8上电完成以及牵引机车8的制动力正常的前提下，即满足开始联挂条件之后，可以检测牵引机车8与后挂车9之间的距离。倘若上述初始状态未满足开始联挂条件时，可以显示开始联挂条件未满足，用于提示位于驾驶舱内的司机。

上述牵引机车的初始状态以及开始联挂条件对于本领域技术人员来说显而易见，本文仅仅给出了牵引机车的动力装置的状态以及制动装置的状态的例子，其他无需付出创造性即可知晓的牵引机车的初始状态以及开始联挂条件及其获取与判断步骤也应在本发明的保护范围之内。

如说明书附图3所示；步骤S10可以认为是司机在经过相应检测之后，进入驾驶舱内，确认联挂可以开始；步骤S11判断开始联挂条件是否满足，如上文所述。

当开始联挂条件满足之后，进入步骤S20；倘若开始联挂条件不满足，则重复步骤S11，判断开始联挂条件是否满足。

步骤S20～步骤S44可以作为上述步骤S3的具体实施方式；步骤S20中，判断当前距离值是否超过第一预设距离区间；若牵引机车8与后挂车9之间的距离没有超过第一预设距离区间，则进入步骤S30判断当前距离值是否超过第二预设距离区间，若牵引机车8与后挂车9之间的距离没有超过第二预设距离区间，则依次判断当前距离值是否超过第三、第四～第N预设距离区间。

需要说明的是，本发明将牵引机车8与后挂车9之间的距离设置为多个预设距离区间；当牵引机车8处于第一预设距离区间内时，牵引机车8与后挂车9之间的距离较远；而当牵引机车8不处于任何一个预设距离区间内时，则可以认为牵引机车8与后挂车9之间的距离非常远，两车并不适合进行联挂；只要当牵引机车8依次经过第一预设距离区间、第二预设距离区间、……第N预设距离区间之后，才能够实现牵引机车8与后挂车9的联挂；即，当牵引机车8处于第二预设距离区间内时，牵引机车8与后挂车9之间的距离较牵引机车8处于第一预设距离区间内时两者的距离近，依次类推，当牵引机车8处于第N预设距离区间内时，牵引机车8与后挂车9之间的距离最近；当然，根据实际需要，各个区间的长度可以根据实际需要而定，N的个数同样可以依据车辆的工况以及所处环境而定，本文并不作出具体限制。

当前距离值超过第一预设距离区间时，控制牵引机车行驶至第一预设距离区间，如步骤S21；且当牵引机车在第一预设距离区间内时，判断当前牵引机车的车速是否大于第一预设车速范围，如步骤S22；若是，控制牵引机车减速S23，若否，则进行步骤S30的判断过程。

与步骤S20～步骤S23相类似地，步骤S30中判断当前距离值是否超过第二预设距离区间，若是，则控制牵引机车行驶至第二预设距离区间，如步骤S31；当牵引机车在第二预设距离区间内时，判断当前牵引机车的车速是否大于第二预设车速范围，如步骤S32；若是，控制牵引机车减速S33，若否，则进行后续步骤的判断过程。

通过上述可以看出，在牵引机车8向静止的后挂车9方向行驶的过程中，将两者之间的距离分割为多段，即上文所述的N段；且在每一预设距离区间内设置预设的车速范围，当然，每一预设距离区间所对应的预设车速范围可以根据实际需要而定。

这样一来，在任意一个预设距离区间内时，控制牵引机车8的车速范围，从而确保整个行驶过程平稳，有利于控制车速，避免意外情况发生。

在进行步骤S40～步骤S44的过程中，在第N预设距离区间内时，牵引机车8与后挂车9之间的距离较为接近；此时，第N预设车速范围的车速应为最小；当两车之间的距离符合联挂动作时，且判断两车符合联挂条件时，如步骤S50，则对牵引机车8进行卸载并施加制动，如步骤S51；即，牵引机车8相对于后挂车9静止，并进行相应的联挂操作，完成两车的联挂；并显示联挂过程完成，如步骤S52；通过司机确认退出自动联挂，如步骤S53。

上述联挂条件对于本领域技术人员来说，如上文初始状态以及开始联挂条件，均属于无需付出创造性劳动便能够知晓的内容，本文不作出具体限制。上文所述的控制牵引机车减速可以通过卸载对牵引机车8的动力来实现牵引机车减速的效果；当然，还可以采用其他手段实现牵引机车减速，本文不再赘述。

下面对本发明实施例提供的自动联挂控制装置进行介绍，下文描述的自动联挂控制装置与上文所述的自动联挂控制方法可以相互对照。

本发明提供一种自动联挂控制装置，包括：

初始状态获取模块：用于获取牵引机车的初始状态；

检测模块：用于当所述初始状态是否满足开始联挂条件时，检测所述牵引机车与后挂车之间的距离；

车速控制模块：用于将当前距离值与至少两个分别对应着不同车速范围的预设距离区间进行比较，确定所述当前距离值的所属预设距离区间，并控制所述牵引机车在所属预设距离区间所对应的车速范围内运行；

联挂操作模块：用于当所述牵引机车是否满足联挂条件时，对所述牵引机车施加制动并执行联挂操作。

优选地，还包括：

显示模块4：用于当所述初始状态未满足开始联挂条件时，显示开始联挂条件未满足，和/或用于当对所述牵引机车施加制动并执行联挂操作的步骤之后，显示联挂过程完成。

优选地，所述检测模块包括测距传感器2。

优选地，所述显示模块与位于所述牵引机车8外部的摄像头3相连3。

如说明书附图1所示，自动联挂控制装置主要包括中央处理单元1、测距传感器2、摄像头3、显示模块4、车钩限位开关5和车钩6。当司机确认机车可以开始进行自动联挂时，且牵引机车8满足开始联挂条件时，中央处理单元1通过测距传感器2获取与后挂车9之间的距离信息，并实时调整控制策略控制机车当前车速。

同时中央处理单元1通过车钩限位开关5实时获取车钩状态信号(“解钩”或者是“挂钩”)，当中央处理单元1检查到牵引机车8与后挂车9“挂钩”之后，将退出自动联挂过程，从而实现机车与后车之间的自动联挂。

为实现上述过程的可视化，中央处理单元1负责将测距传感器2采集的实时距离信息、摄像头3录制的实时视频信号、车钩限位开关5采集的实时车钩状态信息进行处理，并将上述距离信号、实时视频信号、车钩状态信号发给显示模块4，通过显示模块4实时将联挂过程进行显示。上述显示模块4可以为声光显示模块，即在显示图像的同时，还可以输出相应的语音提示。

本发明还提供一种机车，包括上述的自动联挂控制装置。

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，各个实施例之间相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述较为简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的机车及其自动联挂控制方法与装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明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发明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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。