发明内容
为解决现有技术中具有自动将驾驶功能的机车制动系统控制耦合严重、可靠性低的技术问题,本发明提供了一种实现自动驾驶的机车制动系统,通过模块化的方法,将新增的自动驾驶功能封装处理,对原有制动系统的正常运行不产生额外影响,具有高解耦性,可兼容未进行硬件升级的原制动系统,具有高适配性,提高了制动系统自动驾驶的可行性、可靠性和稳定性。
本发明提供一种实现自动驾驶的机车制动系统,包括通信模块以及通过所述通信模块连接的自动驾驶模块、制动控制器、制动控制模块和制动显示模块;
所述制动显示模块用于输出制动系统的状态信息;
所述制动控制器用于根据所述状态信息输出制动力闸位信息;
所述自动驾驶模块通过所述通信模块与机车自动驾驶控制中心连接,用于与所述机车自动驾驶控制中心进行数据信息交互及检测所述制动控制模块输出的数据信息,输出自动驾驶运行标志和制动缸第一目标压力值;
所述制动控制模块用于解析所述制动力闸位信息,获取制动缸第二目标压力值,并根据所述自动驾驶运行标志和所述第一目标压力值,输出制动缸实际目标压力值,控制制动缸工作,并将采集的制动系统状态信息发送至所述制动显示模块。
进一步地,所述自动驾驶模块由一个状态机构成,用于与所述机车自动驾驶控制中心进行数据信息交互及检测所述制动控制模块输出的数据信息,根据所述数据信息,控制所述制动系统的不同状态进行切换,根据切换结果,输出所述自动驾驶运行标志和制动缸第一目标压力值。
进一步地,所述自动驾驶运行标志包括:自动驾驶投入运行标志和自动驾驶退出运行标志。
进一步地,所述制动控制模块,还用于:
当所述自动驾驶模块输出自动驾驶投入运行标志时,以所述第一目标压力值和所述第二目标压力值中的较大值作为所述实际目标压力值;
当所述自动驾驶模块输出自动驾驶退出运行标志时,以所述第二目标压力值作为所述实际目标压力值。
本发明还提供了一种机车制动系统实现自动驾驶的方法,包括如下步骤:
S1:制动显示模块输出制动系统的状态信息;
S2:根据所述状态信息,制动控制器输出制动力闸位信息;
S3:自动驾驶模块与机车自动驾驶控制中心进行数据信息交互及检测制动控制模块输出的数据信息,输出自动驾驶运行标志和制动缸第一目标压力值;
S4:所述制动控制模块解析所述制动力闸位信息,获取制动缸第二目标压力值,并根据所述自动驾驶运行标志和所述第一目标压力值,输出制动缸实际目标压力值,控制制动缸工作,并将采集的制动系统状态信息发送至所述制动显示模块。
进一步地,所述S3步骤中,具体包括:
S31:所述自动驾驶模块的状态机与所述机车自动驾驶控制中心进行数据信息交互及检测所述制动控制模块输出的数据信息;
S32:根据所述S31步骤的数据信息,控制所述制动系统的不同状态进行切换;
S33:根据所述S32步骤的切换结果,输出自动驾驶运行标志和制动缸第一目标压力值。
进一步地,所述S32步骤中制动系统的不同状态,具体包括:
待机状态、执行状态、主动退出状态和异常退出状态。
进一步地,所述S33步骤中自动驾驶运行标志包括:自动驾驶投入运行标志和自动驾驶退出运行标志。
进一步地,所述S32步骤中,具体包括:
S321:当所述制动系统处于所述待机状态时,若检测到所述机车自动驾驶控制中心的自动驾驶控制指令信息时,则切换至所述执行状态,输出自动驾驶投入运行标志和制动缸第一目标压力值;
S322:当所述制动系统处于所述执行状态时,若检测到所述机车自动驾驶控制中心的主动退出控制指令信息时,则切换至所述主动退出状态;若检测到所述制动控制模块输出的通信故障信息或硬件故障信息时,则切换至所述异常退出状态;
S323:当所述制动系统处于所述主动退出状态时,若检测到所述制动控制模块输出的制动控制器的自动制动手柄和单独制动手柄均离开运转位后回到运转位信息时,则切换至所述待机状态,并输出自动驾驶退出运行标志和制动缸第一目标压力值;
S324:当所述制动系统处于所述异常退出状态时,若检测到所述制动控制模块输出的制动控制器的自动制动手柄置抑制位后回到运转位和单独制动手柄离开运转位后回到运转位信息时,则切换至所述待机状态,并输出自动驾驶退出运行标志和制动缸第一目标压力值。
进一步地,所述S4步骤中,具体包括:
S41:所述制动控制模块解析所述制动力闸位信息,获取制动缸第二目标压力值;
S42:根据所述自动驾驶运行标志,判断所述第一目标压力值和所述第二目标压力值的大小;
S43:当所述自动驾驶运行标志为所述自动驾驶投入运行标志时,以所述第一目标压力值和所述第二目标压力值中的较大值作为所述实际目标压力值;当所述自动驾驶运行标志为自动驾驶退出运行标志时,以所述第二目标压力值作为所述实际目标压力值;
S44:根据所述实际目标压力值,所述制动控制模块控制制动缸工作,并将采集的制动系统状态信息发送至所述制动显示模块。
本发明的技术效果或优点:
(1)本发明提供了一种实现自动驾驶的机车制动系统,包括通信模块以及通过通信模块连接的自动驾驶模块、制动控制器、制动控制模块和制动显示模块。本发明通过模块化的方法,将新增的自动驾驶功能封装处理,对原有制动系统的正常运行不产生额外影响,具有高解耦性,可兼容未进行硬件升级的原制动系统,具有高适配性,提高了制动系统自动驾驶的可行性、可靠性和稳定性。此外,本发明还提供了一种机车制动系统实现自动驾驶的方法,效果如上。
(2)本发明提供了一种实现自动驾驶的机车制动系统,自动驾驶模块由一个状态机构成,通过状态机实现自动驾驶所有功能逻辑的控制,状态模式切换简单清晰,具有高可靠性和稳定性。此外,本发明还提供了一种机车制动系统实现自动驾驶的方法,效果如上。
(3)本发明提供了一种实现自动驾驶的机车制动系统,提高了机车制动系统的自动化水平,降低了机车乘务员的劳动程度,减小人力成本,更加科学合理的施加制动力。此外,本发明还提供了一种机车制动系统实现自动驾驶的方法,效果如上。
具体实施方式
为了使本技术领域人员更好的理解本发明的技术方案,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。虽然附图中公开了本发明的实施方式,然而应当理解,以任何形式实现本发明不应被阐述的实施方式所限制。
为解决现有技术中具有自动将驾驶功能的机车制动系统控制耦合严重、可靠性低的技术问题,本发明提供了一种实现自动驾驶的机车制动系统,通过模块化的方法,将新增的自动驾驶功能封装处理,对原有制动系统的正常运行不产生额外影响,具有高解耦性,可兼容未进行硬件升级的原制动系统,具有高适配性,提高了制动系统自动驾驶的可行性、可靠性和稳定性。
下面结合具体实施例及说明书附图,对本发明的技术方案作详细说明。
本实施例涉及一种实现自动驾驶的机车制动系统,包括通信模块以及通过所述通信模块连接的自动驾驶模块、制动控制器、制动控制模块和制动显示模块;
所述制动显示模块用于输出制动系统的状态信息;
所述制动控制器用于根据所述状态信息输出制动力闸位信息;
所述自动驾驶模块还通过所述通信模块与机车自动驾驶控制中心连接,用于与所述机车自动驾驶控制中心进行数据信息交互及检测所述制动控制模块输出的数据信息,输出自动驾驶运行标志和制动缸第一目标压力值;
所述制动控制模块用于解析所述制动力闸位信息,获取制动缸第二目标压力值,并根据所述自动驾驶运行标志和所述第一目标压力值,输出制动缸实际目标压力值,控制制动缸工作,并将采集的制动系统的状态信息发送至所述制动显示模块。
本实施例所提供的一种实现自动驾驶的机车制动系统,通过模块化的方法,将新增的自动驾驶功能封装处理,对原有制动系统的正常运行不产生额外影响,具有高解耦性,可兼容未进行硬件升级的原制动系统,具有高适配性,提高了制动系统自动驾驶的可行性、可靠性和稳定性。
具体地说,参考图1,本发明实施例提供的一种实现自动驾驶的机车制动系统,其中机车制动系统包括:通信模块以及通过通信模块连接的自动驾驶模块、制动控制器、制动控制模块和制动显示模块。
通信模块用于机车制动系统各个模块或单元之间,及与机车自动驾驶控制中心的通信。在本发明实施例中,通信模块包括但不限于CAN总线、MVB总线、RS485总线及硬线等等。
制动显示模块用于输出制动系统的状态信息。在本发明实施例中,制动显示模块为制动系统的人机交互部件,可为LCD显示屏。制动系统的状态信息可为制动系统中各个模块和单元的状态信息、机车的运行状态信息、制动缸的状态信息等等,为制动控制器输出制动力闸位信息提供反馈,形成闭环控制。
制动控制器用于输出制动力闸位信息。在本发明实施例中,制动控制器为制动级位的输入部件,由机车驾驶员根据制动显示模块的状态信息操作制动控制器的级位改变,根据制动控制器的闸位手柄位置,输出制动力闸位信息。其中,制动控制器包括多个级位,随着级位的增加制动力逐渐增加。本发明实施例中,制动控制器包括7个级位。
自动驾驶模块用于输出自动驾驶运行标志和制动缸的目标压力值。在本发明实施例中,自动驾驶模块还通过通信模块与机车自动驾驶控制中心连接,自动驾驶模块可与机车自动驾驶控制中心进行数据信息交互及检测制动控制模块输出的数据信息。其中,与机车自动驾驶控制中心交互的数据信息包括但不限于自动驾驶控制指令信息和主动退出控制指令信息。检测制动控制模块输出的数据信息包括但不限于通信故障信息、硬件故障信息、制动控制器的自动制动手柄和单独制动手柄均离开运转位后回到运转位信息和制动控制器的自动制动手柄置抑制位后回到运转位和单独制动手柄离开运转位后回到运转位信息。自动驾驶模块根据上述数据信息,输出自动驾驶运行标志和制动缸第一目标压力值。其中,自动驾驶运行标志包括自动驾驶投入运行标志和自动驾驶退出运行标志。
在本发明实施例中,具体地说,自动驾驶模块由一个状态机构成,状态机与机车自动驾驶控制中心进行数据信息交互及检测制动控制模块输出的数据信息,根据数据信息,控制制动系统的不同状态进行切换,根据切换结果,输出自动驾驶运行标志和制动缸第一目标压力值。制动系统的不同状态包括:待机状态、执行状态、主动退出状态和异常退出状态。当制动系统处于待机状态时,若检测到机车自动驾驶控制中心的自动驾驶控制指令信息时,则切换至执行状态,输出自动驾驶投入运行标志和制动缸第一目标压力值;当制动系统处于执行状态时,若检测到机车自动驾驶控制中心的主动退出控制指令信息时,则切换至主动退出状态;若检测到制动控制模块输出的通信故障信息或硬件故障信息时,则切换至异常退出状态;当制动系统处于主动退出状态时,若检测到制动控制模块输出的制动控制器的自动制动手柄和单独制动手柄均离开运转位后回到运转位信息时,则切换至待机状态,并输出自动驾驶退出运行标志和制动缸第一目标压力值;当制动系统处于异常退出状态时,若检测到制动控制模块输出的制动控制器的自动制动手柄置抑制位后回到运转位和单独制动手柄离开运转位后回到运转位信息时,则切换至待机状态,并输出自动驾驶退出运行标志和制动缸第一目标压力值。
本发明实施例提供的一种实现自动驾驶的机车制动系统,通过状态机实现自动驾驶所有功能逻辑的控制,状态模式切换简单清晰,具有高可靠性和稳定性。
制动控制模块用于控制制动缸工作。在本发明实施例中,制动控制模块解析制动力闸位信息,获取制动缸第二目标压力值,并根据自动驾驶运行标志和第一目标压力值,输出制动缸实际目标压力值,控制制动缸工作,并将采集的制动系统状态信息发送至制动显示模块。其中,制动控制模块采集制动系统中各个模块和单元的状态信息、机车的运行状态信息、制动缸的状态信息等,并将上述信息发送至制动显示模块。
具体地说,制动控制模块控制制动缸工作时,当自动驾驶模块输出自动驾驶投入运行标志时,以第一目标压力值和第二目标压力值中的较大值作为制动缸所述实际目标压力值;
当自动驾驶模块输出自动驾驶退出运行标志时,以第二目标压力值作为制动缸所述实际目标压力值。
本发明实施例提供的一种实现自动驾驶的机车制动系统,通过模块化的方法,将新增的自动驾驶功能封装处理,对外仅仅输出自动驾驶运行标志和第一目标压力值,对原有制动系统的正常运行不产生额外影响,具有高解耦性,可兼容未进行硬件升级的原制动系统,具有高适配性,提高了制动系统自动驾驶的可行性、可靠性和稳定性。且提高了机车制动系统的自动化水平,降低了机车乘务员的劳动程度,减小人力成本,更加科学合理的施加制动力。
本发明实施例还提供了一种机车制动系统实现自动驾驶的方法,参考图2,包括如下步骤:
S1:制动显示模块输出制动系统的状态信息;
在本发明实施例中,S1步骤中,制动系统的状态信息可为制动系统中各个模块和单元的状态信息、机车的运行状态信息、制动缸的状态信息等等,为制动控制器输出制动力闸位信息提供反馈,形成闭环控制。
S2:根据所述状态信息,制动控制器输出制动力闸位信息;
在本发明实施例中,由机车驾驶员根据制动显示模块的状态信息操作制动控制器的级位改变,根据制动控制器的闸位手柄位置,输出制动力闸位信息。
S3:自动驾驶模块与机车自动驾驶控制中心进行数据信息交互及检测制动控制模块输出的数据信息,输出自动驾驶运行标志和获取制动缸第一目标压力值;
在本发明实施例中,S3步骤中,具体包括:
S31:所述自动驾驶模块的状态机与所述机车自动驾驶控制中心进行数据信息交互及检测所述制动控制模块输出的数据信息;
S32:根据所述S31步骤的数据信息,控制所述制动系统的不同状态进行切换;
S33:根据所述S32步骤的切换结果,输出自动驾驶运行标志和制动缸第一目标压力值。
其中,S32步骤中制动系统的不同状态包括:
待机状态、执行状态、主动退出状态和异常退出状态。
其中,S33步骤中自动驾驶运行标志包括:自动驾驶投入运行标志和自动驾驶退出运行标志。
制动系统处于待机状态指机车制动系统上电完成,自动驾驶模块实时判断制动系统的状态,并与机车自动驾驶控制中心进行通信,且自动驾驶运行标志为自动驾驶退出运行标志(即标志位置0)。制动系统处于执行状态指机车制动系统以自动驾驶状态运行,自动驾驶运行标志为自动驾驶投入运行标志(即标志位置1)。制动系统处于主动退出状态指机车制动系统由于外部因素导致机车制动系统退出自动驾驶,但未完全退出自动驾驶。制动系统处于异常退出状态指机车制动系统由于自身因素导致机车制动系统自动退出自动驾驶,但未完全退出自动驾驶。
具体地说,在本发明实施例中,参考图3,所述S32步骤中,具体包括:
S321:当所述制动系统处于所述待机状态时,若检测到所述机车自动驾驶控制中心的自动驾驶控制指令信息时,则切换至所述执行状态,输出自动驾驶投入运行标志和制动缸第一目标压力值;
S322:当所述制动系统处于所述执行状态时,若检测到所述机车自动驾驶控制中心的主动退出控制指令信息时,则切换至所述主动退出状态;若检测到所述制动控制模块输出的通信故障信息或硬件故障信息时,则切换至所述异常退出状态;
S323:当所述制动系统处于所述主动退出状态时,若检测到所述制动控制模块输出的制动控制器的自动制动手柄和单独制动手柄均离开运转位后回到运转位信息时,则切换至所述待机状态,并输出自动驾驶退出运行标志和制动缸第一目标压力值;
S324:当所述制动系统处于所述异常退出状态时,若检测到所述制动控制模块输出的制动控制器的自动制动手柄置抑制位后回到运转位和单独制动手柄离开运转位后回到运转位信息时,则切换至所述待机状态,并输出自动驾驶退出运行标志和制动缸第一目标压力值。
S4:所述制动控制模块解析所述制动力闸位信息,获取制动缸第二目标压力值,并根据所述运行标志和所述第一目标压力值,输出制动缸实际目标压力值,控制制动缸工作,并将制动系统状态信息发送至所述制动显示模块。
在本发明实施例中,所述S4步骤中,具体包括:
S41:所述制动控制模块解析所述制动力闸位信息,获取制动缸第二目标压力值;
S42:根据所述自动驾驶运行标志,判断所述第一目标压力值和所述第二目标压力值的大小;
S43:当所述自动驾驶运行标志为自动驾驶投入运行标志时,以所述第一目标压力值和所述第二目标压力值中的较大值作为所述实际目标压力值;当所述自动驾驶运行标志为退出运行标志时,以所述第二目标压力值作为所述实际目标压力值;
S44:根据所述实际目标压力值,所述制动控制模块控制制动缸工作,并将采集的制动系统状态信息发送至所述制动显示模块。
本发明实施例提供的一种机车制动系统实现自动驾驶的方法,通过模块化的方法,将新增的自动驾驶功能封装处理,对外仅仅输出自动驾驶运行标志和第一目标压力值,对原有制动系统的正常运行不产生额外影响,具有高解耦性,可兼容未进行硬件升级的原制动系统,具有高适配性,通过状态机实现自动驾驶所有功能逻辑的控制,状态模式切换简单清晰,提高了制动系统自动驾驶的可行性、可靠性和稳定性,且提高了机车制动系统的自动化水平,降低了机车乘务员的劳动程度,减小人力成本,更加科学合理的施加制动力。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。