CN102848933B - 一种防止溜坡的电驱动矿车坡道起步方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种防止溜坡的电驱动矿车坡道起步方法，属于工程机械技术领域，包括通过式：F-(Gsinθ+f)＝ma计算出车辆在坡道行驶时的估计重力分量Gsinθ，其中F为马达扭力、G为车辆的重力、θ为坡道的坡度、f为阻力、m为质量、a为加速度；计算车辆在所述坡道起步时需施加的驱动力，所述驱动力大于0.9～1.2倍的所述估计重力分量。本发明的不需增加使用额外的传感器，利用车辆本身设备计算出一定精确度的马达驱动力，既保证驾驶员有一定的车感，又要保证车辆不会溜坡，从而起到辅助起步的功能。

Description

一种防止溜坡的电驱动矿车坡道起步方法
技术领域
本发明属于机械制造领域，涉及一种电驱动矿车的起步方法，尤其涉及一种防止溜坡的电驱动矿车坡道起步方法。
背景技术
车辆在坡道起步时，需要制动踏板和驱动踏板联合动作，也就是需离合器和刹车处于半联动状态。半联动状态需要驾驶员根据汽车的载荷和坡道大小来调控。对于不熟练的驾驶员，若配合不好就会导致车辆溜坡或熄火。
在本发明之前，发明人发现现有技术至少存在如下问题：目前对于传统机械传动的车辆坡道防溜车的方法主要有两类，一是通过改造汽车内部机械结构来实现防溜车。但此类方法需要添加多余的机械部件，改造汽车内部机械结构，此方法制造工艺复杂，增加了加工成本；二是通过设计电子驻车系统，此方法需要电子控制单元和较多的传感器配合使用，如纵向加速度传感器、坡道传感器、制动踏板位移传感器，电子元件较多，配合复杂，故障率高，并且传感器精度不高，较易产生差错。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种不需增加成本、便捷的防止溜坡的电驱动矿车坡道起步方法。
发明内容
现提供一种防止溜坡的电驱动矿车坡道起步方法，通过扭力和加速度的关系来估算坡度，并估计出重力分量，从而得出起步所需的马达扭力。具体技术方案如下：
一种防止溜坡的电驱动矿车坡道起步方法，包括以下步骤：
步骤1，通过下式1计算出车辆在坡道行驶时的估计重力分量Gsinθ，
F-(Gsinθ+f)＝ma  (1)，
其中F为马达扭力、G为车辆的重力、θ为坡道的坡度、f为阻力、m为质量、a为加速度；
步骤2，计算车辆在所述坡道起步时需施加的驱动力，所述驱动力大于0.9～1.2倍的所述估计重力分量。
优选的，所述步骤1中的加速度a由速度传感器测量取得。
优选的，所述步骤1在马达转速大于或等于100rpm的情况下进行。
优选的，所述马达扭力为车辆控制器发出的输出扭力值的移动平均值。
优选的，还包括步骤3：通过所述步骤2计算的驱动力计算车辆控制器的输出扭力值，并将输出扭力值传递至马达。
优选的，所述步骤3中的驱动力为输出扭力值的移动平均值。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
不需增加使用额外的传感器，利用车辆本身设备测量的马达扭力和加速度准确估算出车辆沿坡道行驶时的重力分量，没有增加成本，并且方便快捷，方便上车调试；
在起步时施加超出重力分量的输出扭力，既保证驾驶员有一定的车感，又可保证车辆不会溜坡，从而起到辅助起步的功能。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的实施例的车辆在坡道上的受力情况示意图。
其中F为马达扭力、G为车辆的重力、θ为坡道的坡度、f为阻力。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明做具体阐释。
本发明的实施例的一种防止溜坡的电驱动矿车坡道起步方法，包括以下步骤：
步骤1，如图1中所示，通过下式1计算出车辆在坡道行驶时的估计重力分量Gsinθ，
F-(Gsinθ+f)＝ma  (1)，
其中F为马达扭力、G为车辆的重力、θ为坡道的坡度、f为阻力、m为质量、a为加速度；
马达扭力F为马达控制所得的力，为已知力，通过现有车辆设备即可获得；优选加速度a由速度传感器测量取得；阻力f约为车重的2％；由上的已知量可计算得到车辆沿坡道的重力分量Gsinθ。
在本发明的实施例中，马达扭力F和加速度a的对应关系可能并不绝对不变。当车辆控制器发出输出扭力的指令，到马达输出扭力F，扭力F再由减速机传到车轮，最终反应到车速上，已经有很大延迟，因此，在一般的情况下，在实际使用时，需考虑马达扭力F到形成加速度a的延迟时间，约为0.14秒；同时，在估算时，还需考虑车辆控制器发出的输出扭力值与马达实际的输出扭力之间的值的变化，在本发明的实施例中，马达扭力F为车辆控制器发出的输出扭力数据的移动平均值。
此外，在估算本本发明的实施例时，还需考虑车辆速度的因素。在马达转速小于或等于100rpm情况下，由于此时马达转速传感器精度的限制，传感器值已不准确，应停止估算，并认为车辆已经停车。
步骤2，计算车辆在坡道起步时需施加的驱动力，所述驱动力大于0.9～1.2倍的所述估计重力分量。
在计算起步实际所需的驱动力时，所需的驱动力需大于所估计的重力分量。在本实施例中，由于重力分量具有一定的误差，优选所需的驱动力大于0.9～1.2倍的估计重力分量。
同时，在实际操作中，由于驾驶员操作车辆控制器所控制的输出扭力值一般较大，因此，在本发明的实施例中，可将重力分量和控制器的输出扭力值进行加权计算，以此作为实际的驱动力。在加权计算中，重力分量的权重为0.45～0.8，依据实际情况和估计重量分量的精确度决定，优先为0.5。
步骤3，通过步骤2计算的驱动力计算车辆控制器的输出扭力数据，并将输出扭力数据传递至马达。
同时，在步骤3中，也需考虑到车辆控制器的输出扭力值与马达的实际扭力之间的差异，通过步骤算得的马达的实际所需的驱动力的值来调整控制器的输出扭力值。驱动力为输出扭力值的移动平均值。
本发明实施例的起步方法不需增加使用额外的传感器，利用车辆本身设备计算出一定精确度的马达驱动力，既保证驾驶员有一定的车感，又要保证车辆不会溜坡，从而起到辅助起步的功能。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种防止溜坡的电驱动矿车坡道起步方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，通过下式1计算出车辆在坡道行驶时的估计重力分量Gsinθ，
F-(Gsinθ+f)＝ma  (1)，
其中F为马达扭力、G为车辆的重力、θ为坡道的坡度、f为阻力、m为质量、a为加速度；
步骤2，计算车辆在所述坡道起步时需施加的驱动力，所述驱动力大于0.9～1.2倍的所述估计重力分量。
2.如权利要求1所述的坡道起步方法，其特征在于，所述步骤1中的加速度a由速度传感器测量取得。
3.如权利要求2所述的坡道起步方法，其特征在于，所述步骤1在马达转速大于或等于100rpm的情况下进行。
4.如权利要求1所述的坡道起步方法，其特征在于，所述马达扭力为车辆控制器发出的输出扭力值的移动平均值。
5.如权利要求1所述的坡道起步方法，其特征在于，还包括步骤3：通过所述步骤2计算的驱动力计算车辆控制器的输出扭力值，并将所述输出扭力值传递至马达。
6.如权利要求5所述的坡道起步方法，其特征在于，所述步骤3中的驱动力为输出扭力值的移动平均值。
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