本發(fā)明涉及自卸車，尤其是一種純電動(dòng)礦用自卸車線控制動(dòng)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、純電動(dòng)礦用自卸車的使用越來(lái)越廣泛，目前純電動(dòng)礦用自卸車主要應(yīng)用于露天礦山的開(kāi)采作業(yè)。在地下礦山開(kāi)采中，地面潮濕，摩擦系數(shù)低的環(huán)境下，尤其是緊急制動(dòng)轉(zhuǎn)彎時(shí)，自卸車容易發(fā)生打滑、側(cè)滑現(xiàn)象；地下空間狹窄，純電動(dòng)礦用自卸車在重載通過(guò)單向長(zhǎng)大坡道時(shí)會(huì)出現(xiàn)電制動(dòng)不足及單向會(huì)車緊急制動(dòng)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種純電動(dòng)礦用自卸車線控制動(dòng)系統(tǒng)及方法，解決純電動(dòng)礦用自卸車在地下狹窄空間中緊急制動(dòng)轉(zhuǎn)彎時(shí)打滑碰撞、重載通過(guò)長(zhǎng)大坡道時(shí)電制動(dòng)不足和單向會(huì)車緊急制動(dòng)問(wèn)題。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種純電動(dòng)礦用自卸車線控制動(dòng)系統(tǒng)，包括傳感器模塊、控制模塊和制動(dòng)模塊；

3、所述傳感器模塊包括制動(dòng)踏板行程傳感器、輪速傳感器、加速度傳感器、貨箱載重傳感器、電池狀態(tài)傳感器和探測(cè)雷達(dá)；制動(dòng)踏板行程傳感器用于精確監(jiān)測(cè)駕駛員的制動(dòng)意圖；輪速傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輪輪速；加速度傳感器用于實(shí)施感知車輛的加速度變化；貨箱載重傳感器準(zhǔn)確測(cè)量車輛負(fù)載情況；電池狀態(tài)傳感器監(jiān)控電池電量和溫度等信息；雷達(dá)用于探測(cè)車輛周圍一定范圍內(nèi)的障礙物；

4、所述控制模塊包括電子控制單元ecu和整車控制器vcu；電子控制單元ecu接收傳感器模塊傳來(lái)的信號(hào)，對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行分析處理，同時(shí)，將傳感器模塊信息及處理后的信息通過(guò)can總線傳輸至整車控制器vcu，整車控制器vcu可根據(jù)車輛的整體狀態(tài)信息，協(xié)調(diào)各系統(tǒng)，更精確的分配制動(dòng)方式；

5、所述制動(dòng)模塊包括電制動(dòng)、電渦流制動(dòng)和液壓制動(dòng)；電制動(dòng)包括牽引電機(jī)及多合一控制器，在制動(dòng)過(guò)程中，根據(jù)整車控制器vcu的指令，牽引電機(jī)作為發(fā)電機(jī)使用，將車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)在電池中；電渦流制動(dòng)時(shí)，電渦流緩速器中的定子繞組通入直流電后產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)自內(nèi)會(huì)產(chǎn)生電渦流，電渦流與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)方向相反的制動(dòng)力矩，幫助車輛減速；電渦流制動(dòng)的加入，使自卸車在長(zhǎng)下坡非緊急制動(dòng)情況下，與電制動(dòng)協(xié)同工作，配合電制動(dòng)進(jìn)行能量回收；在電池電量充足時(shí)，及時(shí)分擔(dān)制動(dòng)力，減少液壓制動(dòng)的工作強(qiáng)度，延長(zhǎng)制動(dòng)系統(tǒng)的維護(hù)周期；液壓制動(dòng)包括液壓泵、液壓油箱、儲(chǔ)能器、制動(dòng)管路、泄壓閥、比例閥及制動(dòng)閥組，車輛啟動(dòng)時(shí)，電子控制單元ecu控制液壓電機(jī)工作，液壓泵在液壓電機(jī)的作用下吸取液壓油箱中的液壓油，加壓后的油液通過(guò)制動(dòng)管路被輸送至彈簧制動(dòng)器，制動(dòng)釋放，車輛可正常行駛；在制動(dòng)時(shí)，整車控制器vcu通過(guò)車輛狀態(tài)信息、制動(dòng)信息判斷需要液壓制動(dòng)實(shí)施后，電子控制單元ecu控制泄壓閥打開(kāi)，彈簧制動(dòng)器中的液壓油泄壓，實(shí)現(xiàn)車輛制動(dòng)的及時(shí)性和有效性，同時(shí)，電子控制單元ecu通過(guò)比例閥進(jìn)一步調(diào)節(jié)制動(dòng)系統(tǒng)中的壓力，在制動(dòng)系統(tǒng)中，儲(chǔ)能器起到保持壓力穩(wěn)定的作用。

6、本發(fā)明制動(dòng)方法：

7、（1）行車制動(dòng)模式：

8、在車輛正常行駛中，駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí)，制動(dòng)踏板行程傳感器及其他傳感器將信號(hào)傳輸至電子控制單元ecu，電子控制單元ecu根據(jù)各傳感器信號(hào)判斷制動(dòng)需求，并將信號(hào)傳輸至整車控制器vcu，整車控制器vcu結(jié)合制動(dòng)需求、車輛實(shí)時(shí)狀態(tài)及電池電量，決定電制動(dòng)的參與程度；

9、電制動(dòng)優(yōu)先：此時(shí)，電制動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)先介入，驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為發(fā)電機(jī)使用，將車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能儲(chǔ)存于電池中，實(shí)現(xiàn)能量回收，同時(shí)產(chǎn)生制動(dòng)力矩使車輛減速，電子控制單元ecu則負(fù)責(zé)控制電制動(dòng)系統(tǒng)中電機(jī)的能量回收；

10、電渦流制動(dòng)輔助：當(dāng)整車控制器vcu通過(guò)電子控制單元ecu傳來(lái)的傳感器及整車信息狀態(tài)信息，判斷到電制動(dòng)產(chǎn)生的制動(dòng)力矩不足時(shí)，控制電渦流制動(dòng)介入工作，電子控制單元ecu接收到整車控制器vcu的指令后，控制電渦流緩速器的勵(lì)磁電流大小，從而調(diào)節(jié)電渦流制動(dòng)的制動(dòng)力矩，為車輛提供額外的制動(dòng)力；

11、液壓制動(dòng)補(bǔ)充：當(dāng)電制動(dòng)和電渦流共同作用產(chǎn)生的制動(dòng)力矩仍無(wú)法滿足車輛的制動(dòng)需求，整車控制器vcu觸發(fā)液壓制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始工作，電子控制單元ecu通過(guò)泄壓閥和比例閥調(diào)節(jié)進(jìn)入彈簧制動(dòng)器的油液壓力，確保液壓制動(dòng)的準(zhǔn)確執(zhí)行，提供足夠的制動(dòng)力來(lái)保證車輛的安全制動(dòng)；

12、（2）緊急制動(dòng)模式：

13、在緊急制動(dòng)時(shí)，駕駛員猛踩制動(dòng)踏板，電子控制單元ecu通過(guò)制動(dòng)踏板行程傳感器判斷制動(dòng)緊急程度，率先開(kāi)啟液壓制動(dòng)；

14、液壓制動(dòng)優(yōu)先：此時(shí)，電子控制單元ecu控制泄壓閥對(duì)彈簧制動(dòng)器中的液壓油進(jìn)行泄壓，產(chǎn)生制動(dòng)力，從而在最短時(shí)間內(nèi)使車輛減速，保障行車安全；

15、若在此過(guò)程中，加速度傳感器監(jiān)測(cè)到車輪在抱死的情況下，車輛還存在加速度，即車輛有打滑、有側(cè)滑現(xiàn)象，且車身雷達(dá)探測(cè)到車輛周圍有障礙物時(shí)，電子控制單元ecu將傳感器及雷達(dá)監(jiān)測(cè)到的信號(hào)及時(shí)傳輸?shù)秸嚳刂破鱲cu，整車控制器vcu結(jié)合車輛狀態(tài)信息、車輛滑動(dòng)程度、障礙物大小和自卸車與障礙物間距離，重新分配制動(dòng)方式；

16、整車控制器vcu通過(guò)控制電子控制單元ecu同時(shí)調(diào)節(jié)液壓制動(dòng)系統(tǒng)中的比例閥和電渦流緩速器的勵(lì)磁電流大小，適當(dāng)降低液壓制動(dòng)，加入電渦流制動(dòng)，保證自卸車在有足夠制動(dòng)力的情況下，車輪可以轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整車輛，避免車輛與巷道、障礙物碰撞；

17、制動(dòng)過(guò)程中，電子控制單元ecu通過(guò)傳感器模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛狀態(tài)，整車控制器vcu根據(jù)接收到的信息分析計(jì)算，及時(shí)分配液壓制動(dòng)、電渦流制動(dòng)以及電制動(dòng)的投入比例；

18、（3）電制動(dòng)失效模式：

19、當(dāng)電制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，車輛的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)立即檢測(cè)到并通過(guò)儀表盤(pán)上的故障指示燈發(fā)出警報(bào)，同時(shí)故障代碼存儲(chǔ)在車輛的診斷系統(tǒng)中；

20、制動(dòng)系統(tǒng)調(diào)整：此時(shí)，整車控制器vcu重新計(jì)算制動(dòng)分配方案，控制電子控制單元ecu將液壓制動(dòng)系統(tǒng)提前介入，增強(qiáng)制動(dòng)力，同時(shí)重新分配動(dòng)力分配方案，增加電渦流制動(dòng)力矩；

21、如果在正常行駛過(guò)程中電制動(dòng)失效，原本主要由電制動(dòng)承擔(dān)的制動(dòng)力迅速轉(zhuǎn)移到電渦流制動(dòng)和液壓制動(dòng)；如果在緊急制動(dòng)時(shí)電制動(dòng)失效，液壓制動(dòng)以最大能力工作，電渦流制動(dòng)也在其能力范圍內(nèi)輔助，提供額外的制動(dòng)力。

22、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所帶來(lái)的有益效果是：

23、1、與地下礦山現(xiàn)主要使用的燃油自卸車相比，純電動(dòng)礦用自卸車能有效減少污染物排放和噪聲污染，改善地下作業(yè)環(huán)境；

24、2、線控制動(dòng)系統(tǒng)的電子控制方式使得制動(dòng)響應(yīng)速度大幅度提高，無(wú)論是正常制動(dòng)還是緊急制動(dòng)，都能快速響應(yīng)，保障車輛安全；

25、3、與露天礦山使用的純電動(dòng)礦用自卸車相比，本設(shè)計(jì)緊急制動(dòng)模式中車輛打滑、側(cè)滑時(shí)制動(dòng)力的重新分配，提高了車輛在地下復(fù)雜工況下制動(dòng)的靈活性，有效保證了車輛在地下潮濕環(huán)境中的制動(dòng)性能和可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種純電動(dòng)礦用自卸車線控制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于：包括傳感器模塊、控制模塊和制動(dòng)模塊；

2.一種如權(quán)利要求1所述純電動(dòng)礦用自卸車線控制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)方法，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
一種純電動(dòng)礦用自卸車線控制動(dòng)系統(tǒng)及制動(dòng)方法，包括傳感器模塊、控制模塊和制動(dòng)模塊；制動(dòng)模塊包括電制動(dòng)、電渦流制動(dòng)和液壓制動(dòng)；在制動(dòng)過(guò)程中，根據(jù)整車控制器VCU的指令，牽引電機(jī)作為發(fā)電機(jī)使用，將車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)在電池中；電渦流制動(dòng)的加入，使自卸車在長(zhǎng)下坡非緊急制動(dòng)情況下，與電制動(dòng)協(xié)同工作，配合電制動(dòng)進(jìn)行能量回收；在制動(dòng)時(shí)，整車控制器VCU通過(guò)車輛狀態(tài)信息、制動(dòng)信息判斷需要液壓制動(dòng)實(shí)施后，電子控制單元ECU控制泄壓閥打開(kāi)，彈簧制動(dòng)器中的液壓油泄壓，實(shí)現(xiàn)車輛制動(dòng)的及時(shí)性和有效性。

技術(shù)研發(fā)人員：米嬌艷,羅朋,鄧澤靖,王昭貝,陳宣文,趙博超,孫安東
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣州電力機(jī)車有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28